Výroba elektrické energie ve FV systému není podle očekávání? Naučíte se porozumět průvodci konfigurací aplikace optimalizátoru. Česká republika

Při praktické aplikaci fotovoltaické výroby energie vedou problémy jako stínová okluze, rozdíl v orientaci modulů a útlum modulů často ke snížení výroby energie v systému. Studie ukázaly, že stínová okluze může vést ke ztrátě výroby energie až 70 % (zdroj ①: NREL). Zejména když je určitý modul zastíněn, proud a výkon celého sériového obvodu se značně sníží. Proto vznikl fotovoltaický optimalizátor. Upravuje výstupní proud problémového modulu prostřednictvím vnitřního řídicího obvodu DC-DC, aby se dosáhlo přizpůsobení proudu jiným modulům, čímž se účinně snižují ztráty při výrobě energie způsobené nesouladem. Dále tento článek podrobně vysvětlí specifické aplikační požadavky fotovoltaického optimalizátoru a řešení, která poskytuje ve skladové elektrárně a nově instalované elektrárně.

Klíčová opatření ke zvýšení výroby elektřiny ve stávajících elektrárnách

U fotovoltaických elektráren, které jsou již v provozu, je instalace fotovoltaických optimalizátorů nepochybně zásadní modernizační strategií. Tato technologie může nejen výrazně zvýšit výrobu energie systému, ale také poskytnout silnou záruku dlouhodobého stabilního provozu elektrárny. Zde jsou některé typické scénáře aplikace:

Renovace staré elektrárny (bez výměny nových modulů)

Některé staré elektrárny, které jsou v provozu po mnoho let, často zažívají pokles výroby energie v důsledku stárnutí modulu, snížení výkonu a změn pracovního prostředí. Podle studií může být účinnost výroby energie stárnoucích modulů snížena až o 20 % (Zdroj ② 1: IEA), což způsobuje vážné problémy s nesouladem modulů. Instalace optimalizátoru může nejen vyřešit tento problém a obnovit ztracenou výrobu energie v největší míře, ale také monitorovat pracovní stav modulů v reálném čase pomocí funkcí monitorování na úrovni modulu, přesně lokalizovat problémové moduly a ušetřit čas na provoz a údržbu.

Renovace staré elektrárny (vše nahrazeno novými moduly)

U elektráren, které jsou obvykle dokončeny v roce 2018 nebo dříve, se plánuje výměna starých modulů za nejnovější moduly. Při výměně nových modulů může být stínová okluze (jak je znázorněna na obrázku níže) způsobena změnami velikosti modulu, což má za následek ztrátu napájení. Podle zkušeností společnosti Shenggao s projektem mohou systémy využívající optimalizační technologii výrazně zvýšit komplexní výrobu energie tváří v tvář stínové okluzi s průměrným nárůstem o 15 % nebo více.

Moduly elektrárny dokončené v minulosti mají menší rozměry a byly nahrazeny většími novými moduly, což má za následek jistou stínovou okluzi.

Rekonstrukce staré elektrárny (částečná výměna nových modulů)

S rychlým rozvojem výroby modulů, kdy je třeba moduly staré elektrárny vyměnit kvůli poškození, často čelí dilematu, že původní výrobce již nebude vyrábět moduly stejné specifikace. Pokud jsou pouze poškozené moduly nahrazeny oblíbenými moduly na aktuálním trhu, může dojít k problému s nesouladem ve stejném řetězci modulů. Chcete-li tento problém vyřešit, instalace optimalizátoru se stala ekonomičtější a efektivnější volbou, která může účinně eliminovat neshody a zajistit účinnost elektrárny.

Stínové vládnutí

Životnost fotovoltaických elektráren bývá do 25 let a okolní prostředí se může během provozu měnit. Například nové budovy, přesazené stromy a nová zařízení na střeše mohou u fotovoltaických modulů způsobit problémy se stínovou okluzí. V tomto případě je obzvláště důležité použití optimalizátoru. Přijetím optimalizační technologie lze výrazně snížit dopad stínové okluze na výrobu energie systému a obnovit ztrátu výkonu způsobenou stínem.

Optimální návrhy konfigurace pro nově instalované elektrárny

Pro uživatele, kteří ještě neinstalovali fotovoltaickou elektrárnu, je také velmi důležité perspektivně nakonfigurovat fotovoltaický optimalizátor. Na začátku plánování a návrhu elektrárny je třeba vzít v úvahu optimalizátor, aby bylo zajištěno, že elektrárna má od začátku výstavby efektivní, stabilní a inteligentní kapacitu výroby energie. Pro instalaci fotovoltaických optimalizátorů jsou zvláště vhodné následující scénáře:

Složitá střešní konstrukce

Na začátku výstavby FVE je jedním z klíčových faktorů, které určují měřítko střešních FV instalací, orientace střechy. Moduly ve stejném řetězci směřují do dvou různých směrů, což vede k určité ztrátě výkonu. FV optimalizátor umožňuje každému modulu pracovat při jeho maximálním výkonu, nezávisle na ostatních modulech ve stejném řetězci, čímž maximalizuje využití plochy střechy.

Problém stínové okluze

Přítomnost stínů kolem střechy může způsobit ztrátu výroby energie fotovoltaického systému. I ten nejmenší stín stromů nebo drátů může mít významný dopad na výrobu energie celého závodu. FV optimalizátor využívá sledování maximálního výkonu MPPT na úrovni modulu k nezávislé optimalizaci blokovaných modulů a ke zvýšení celkové výroby energie systému.

Přírodní prostředí je proměnlivé

Společné environmentální faktory, jako je hromadění popela, ptačí trus a hromadění sněhu, mohou mít také významný dopad na výrobu energie ve fotovoltaických elektrárnách. Pokud je přírodní prostředí v oblasti, kde se nachází vaše střecha, nestálé, je pravděpodobné, že fotovoltaická výroba elektřiny nesplní očekávání. Instalace optimalizátoru může účinně řešit tyto výzvy a zajistit stabilní výrobu energie.

Požadavky na bezpečnost a údržbu

Fotovoltaické systémy mají vlastnosti kontinuálního vytváření napětí. V případě poruch, požárů a jiných kritických situací budou fotovoltaické systémy, které nelze bezpečně odpojit při nízkém napětí, představovat potenciální bezpečnostní rizika. Fotovoltaický optimalizátor dokáže včas detekovat latentní rizika prostřednictvím monitorování na úrovni modulu a kompletního rychlého vypnutí během 15 sekund, snížením napětí na bezpečnou úroveň, aby byla zajištěna bezpečnost fotovoltaických systémů a personálu provozu a údržby.

Stručně řečeno, PV optimalizátory hrají důležitou roli při zvyšování výroby energie FV systémů, zajišťují bezpečnost a snadnou údržbu. Ať už se jedná o provozovanou nebo odinstalovanou FV elektrárnu, je moudrou volbou instalovat optimalizátory v konkrétních scénářích.

zdroj ① Výkon NREL PV :https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf
zdroj ② Program fotovoltaických energetických systémů IEA : https://iea-pvps.org/