Die Stromerzeugung des PV-Systems ist nicht wie erwartet? Lassen Sie uns einen Leitfaden zur Anwendungskonfiguration des Optimiers verstehen.

Bei der praktischen Anwendung der Photovoltaik-Energieerzeugung führen Probleme wie Schattenverdeckung, unterschiedliche Modulorientierung und Modulabschwächung oft zu einer Verringerung der Systemerzeugung. Studien haben gezeigt, dass Schattenverdeckung zu einem Stromertragsverlust von bis zu 70 % führen kann (Quelle ①: NREL). Insbesondere wenn ein bestimmtes Modul beschattet ist, wird der Strom- und Leistungsoutput der gesamten Serienschaltung stark reduziert. Deshalb wurde der Photovoltaik-Optimierer entwickelt. Er passt den Ausgangsstrom des problematischen Moduls über die interne DC-DC-Steuerungsschaltung an, um eine Strömungsangleichung mit anderen Modulen zu erreichen und wirksam die durch Fehlanpassungen verursachten Ertragsverluste zu verringern. Im Folgenden wird dieser Artikel detailliert auf die spezifischen Anforderungen der Anwendung des Photovoltaik-Optimierers eingehen und die von ihm bereitgestellten Lösungen für bestehende und neu installierte Kraftwerke erläutern.

Schlüsselmaßnahmen zur Steigerung der Energieerzeugung bestehender Kraftwerke

Für bereits in Betrieb befindliche Photovoltaik-Kraftwerke ist die Installation von Photovoltaik-Optimizern zweifellos eine entscheidende Upgrade-Strategie. Diese Technologie kann nicht nur die Stromerzeugung des Systems erheblich steigern, sondern bietet auch eine starke Garantie für den langfristigen stabilen Betrieb des Kraftwerks. Hier sind einige typische Anwendungsszenarien:

Sanierung alter Kraftwerke (ohne Austausch der Module)

Einige alte Kraftwerke, die seit vielen Jahren in Betrieb sind, erleben oft einen Rückgang der Stromerzeugung aufgrund des Modulalters, Leistungsabbaus und Änderungen in der Arbeitsumgebung. Laut Studien kann die Effizienz der Stromerzeugung alter Module um bis zu 20 % (Quelle ② 1: IEA) sinken, was zu erheblichen Modulunstimmigkeiten führt. Die Installation eines Optimizers kann nicht nur dieses Problem lösen und die verlorene Stromerzeugung soweit wie möglich wiederherstellen, sondern auch durch modulübergreifende Überwachungsfunktionen den Arbeitszustand der Module in Echtzeit überwachen, defekte Module genau lokalisieren und so Betriebs- und Wartungszeiten sparen.

Sanierung von alten Kraftwerken (alles mit neuen Modulen ausgestattet)

Für Kraftwerke, die normalerweise im Jahr 2018 oder davor in Betrieb genommen wurden, ist geplant, die alten Module durch die neuesten Module zu ersetzen. Bei der Austauschung können aufgrund von Änderungen in der Modulgröße Schattenverdeckungen (wie im folgenden Bild gezeigt) auftreten, was zu Leistungsverlusten führen kann. Nach Shenggaos Projekt-Erfahrungen können Systeme, die Optimierertechnologie nutzen, bei Schattenverdeckungen eine erhebliche Erhöhung der Gesamtstromerzeugung erreichen, mit einem durchschnittlichen Anstieg von 15 % oder mehr.

Die Module des in der Vergangenheit fertiggestellten Kraftwerks sind kleiner und werden durch größere neue Module ersetzt, was zu bestimmten Schattenverdeckungen führt.

Sanierung alter Kraftwerke (teilweiser Austausch neuer Module)

Bei der raschen Entwicklung der Modulherstellung kommt es oft vor, dass bei Schäden an den Modulen eines alten Kraftwerks diese ersetzt werden müssen. In solchen Fällen stehen sie oft vor dem Dilemma, dass der ursprüngliche Hersteller die gleichen Spezifikationen von Modulen nicht mehr herstellt. Wenn nur die beschädigten Module durch populäre Module des aktuellen Marktes ersetzt werden, kann es zu Unvereinbarkeiten in der gleichen Modulserie kommen. Um dieses Problem zu lösen, ist die Installation eines Optimizers eine wirtschaftlichere und effektivere Wahl, die Unvereinbarkeiten wirksam beseitigen und die Effizienz des Kraftwerks sicherstellen kann.

Schattenregierung

Die Lebensdauer von Photovoltaikanlagen beträgt normalerweise bis zu 25 Jahre, und die umliegende Umgebung kann sich während des Betriebs ändern. Zum Beispiel können neue Gebäude, gepflanzte Bäume und neues Equipment auf dem Dach Schattenverdeckungsprobleme für Photovoltaikmodule verursachen. In diesem Fall ist die Anwendung eines Optimizers besonders wichtig. Durch den Einsatz von Optimizertechnologie kann der Einfluss von Schatten auf die Stromerzeugung des Systems erheblich verringert werden und der durch Schatten verursachte Leistungsverlust wiederhergestellt werden.

Optimale Konfigurationsempfehlungen für neu installierte Kraftwerke

Für Nutzer, die noch kein Photovoltaik-Kraftwerk installiert haben, hat die prospektive Konfiguration eines Photovoltaik-Optimizers ebenfalls eine große Bedeutung. Bereits zu Beginn der Planung und des Designs des Kraftwerks sollte der Optimizer berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass das Kraftwerk von Beginn der Bauarbeit an eine effiziente, stabile und intelligente Stromerzeugungsfähigkeit aufweist. Die folgenden Szenarien eignen sich besonders für die Installation von Photovoltaik-Optimizern:

Komplexe Dachstruktur

Zu Beginn des Aufbaus einer PV-Anlage ist einer der zentralen Faktoren, die die Größe der Dach-PV-Installationen bestimmen, die Orientierung des Daches. Module in derselben Reihe zeigen in zwei verschiedene Richtungen, was zu einem bestimmten Leistungsverlust führt. Der PV-Optimizer ermöglicht es jedem Modul, unabhängig von den anderen Modulen in derselben Reihe bei seinem maximalen Leistungspunkt zu arbeiten, wodurch die Nutzung der Dachfläche maximiert wird.

Schattenüberdeckungsproblem

Das Vorhandensein von Schatten um das Dach kann zu einem Leistungsverlust der Photovoltaikanlage führen. Selbst die kleinste Schattierung durch Bäume oder Kabel kann einen erheblichen Einfluss auf die Energieerzeugung des gesamten Systems haben. Der PV-Optimierer verwendet modulare MPPT-Maximum-Leistungsverfolgung, um die blockierten Module unabhängig voneinander zu optimieren und die Gesamtstromerzeugung des Systems zu erhöhen.

Die Naturumgebung ist veränderlich

Häufige Umwelteinflüsse wie Aschanlagerung, Vogelscheiße und Schneebildung können ebenfalls einen erheblichen Einfluss auf die Stromerzeugung von Photovoltaikanlagen haben. Wenn die Naturumgebung in der Region Ihres Daches instabil ist, besteht die Möglichkeit, dass die Photovoltaik-Erzeugung nicht den Erwartungen entspricht. Durch den Einsatz eines Optimierers können diese Herausforderungen effektiv bewältigt werden und eine stabile Energieerzeugung gewährleistet werden.

Sicherheits- und Wartungsanforderungen

Photovoltaik-Systeme haben die Eigenschaften kontinuierlicher Spannungsgenerierung. Bei Störungen, Bränden und anderen kritischen Situationen bergen Photovoltaik-Systeme, die nicht sicher bei Niederspannung getrennt werden können, potenzielle Sicherheitsrisiken. Der Photovoltaik-Optimierer kann durch modulübergreifende Überwachung latente Risiken rechtzeitig erkennen und innerhalb von 15 Sekunden einen schnellen Notauschaltvorgang durchführen, wodurch die Spannung auf ein sicheres Niveau reduziert wird und so die Sicherheit von Photovoltaik-Systemen und Wartungspersonal gewährleistet wird.

Zusammengefasst spielen PV-Optimierer eine wichtige Rolle bei der Erhöhung der Stromerzeugung von PV-Systemen, der Sicherstellung der Sicherheit und der leichten Wartbarkeit. Unabhängig davon, ob es sich um ein betriebsbereites oder noch nicht installiertes PV-Kraftwerk handelt, ist die Installation von Optimierern in spezifischen Szenarien eine weise Entscheidung.

Quelle  ① NREL PV Leistung  ：https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf
Quelle  ② IEA Photovoltaik-Power-Systeme-Programm  ： https://iea-pvps.org/