Die Stromerzeugung der PV-Anlage entspricht nicht Ihren Erwartungen? Erfahren Sie mehr über die Konfigurationsanleitung der Optimierer-Anwendung. Deutschland

In der praktischen Anwendung der Photovoltaik-Stromerzeugung führen Probleme wie Schattenbildung, unterschiedliche Modulausrichtung und Moduldämpfung häufig zu einer Verringerung der Stromerzeugung des Systems. Studien haben gezeigt, dass Schattenbildung zu einem Stromerzeugungsverlust von bis zu 70 % führen kann (Quelle ①: NREL). Insbesondere wenn ein bestimmtes Modul beschattet ist, werden Strom und Leistung der gesamten Reihenschaltung stark reduziert. Aus diesem Grund wurde der Photovoltaik-Optimierer entwickelt. Er passt den Ausgangsstrom des Problemmoduls über den internen DC-DC-Steuerkreis an, um eine Stromanpassung mit anderen Modulen zu erreichen, wodurch der durch Fehlanpassung verursachte Stromerzeugungsverlust effektiv reduziert wird. Als Nächstes werden in diesem Artikel die spezifischen Anwendungsanforderungen des Photovoltaik-Optimierers und die Lösungen, die er im Bestandskraftwerk und im neu installierten Kraftwerk bietet, ausführlich erläutert.

Wichtige Maßnahmen zur Steigerung der Stromerzeugung bestehender Kraftwerke

Für bereits in Betrieb befindliche Photovoltaikkraftwerke ist die Installation von Photovoltaik-Optimierern zweifellos eine entscheidende Modernisierungsstrategie. Diese Technologie kann nicht nur die Stromerzeugung des Systems deutlich steigern, sondern auch eine starke Garantie für den langfristig stabilen Betrieb des Kraftwerks bieten. Hier sind einige typische Anwendungsszenarien:

Altkraftwerkssanierung (ohne Austausch neuer Module)

Bei einigen alten Kraftwerken, die seit vielen Jahren in Betrieb sind, kommt es aufgrund von Modulalterung, Leistungseinbußen und Änderungen der Arbeitsumgebung häufig zu einem Rückgang der Stromerzeugung. Studien zufolge kann die Stromerzeugungseffizienz alternder Module um bis zu 20 % sinken (Quelle ② 1: IEA), was zu schwerwiegenden Modulfehlanpassungsproblemen führt. Die Installation eines Optimierers kann dieses Problem nicht nur lösen und die verlorene Stromerzeugung weitgehend wiederherstellen, sondern auch den Betriebsstatus von Modulen in Echtzeit durch Überwachungsfunktionen auf Modulebene überwachen, problematische Module genau lokalisieren und Betriebs- und Wartungszeit sparen.

Sanierung des alten Kraftwerks (alles durch neue Module ersetzt)

Bei Kraftwerken, die normalerweise 2018 oder früher fertiggestellt werden, ist geplant, die alten Module durch die neuesten Module zu ersetzen. Beim Ersetzen neuer Module kann es durch Änderungen der Modulgröße zu Schattenbildung kommen (siehe Abbildung unten), was zu Leistungsverlusten führt. Laut Shenggaos Projekterfahrung können Systeme mit Optimierungstechnologie die Gesamtstromerzeugung trotz Schattenbildung deutlich steigern, mit einer durchschnittlichen Steigerung von 15 % oder mehr.

Die Module des in der Vergangenheit fertiggestellten Kraftwerks wurden kleiner dimensioniert und durch neue, größere Module ersetzt, was zu einer gewissen Schatteneinschränkung führt.

Altkraftwerkssanierung (Teilaustausch durch Neumodule)

Angesichts der rasanten Entwicklung der Modulherstellung stehen alte Kraftwerke, die aufgrund von Schäden ihre Module ersetzen müssen, häufig vor dem Dilemma, dass der ursprüngliche Hersteller keine Module mit denselben Spezifikationen mehr herstellt. Wenn nur die beschädigten Module durch die derzeit auf dem Markt beliebten Module ersetzt werden, kann das Problem der Nichtübereinstimmung in derselben Modulreihe auftreten. Um dieses Problem zu lösen, ist die Installation eines Optimierers eine wirtschaftlichere und effektivere Wahl geworden, mit der sich Nichtübereinstimmungen wirksam beseitigen und die Effizienz des Kraftwerks sicherstellen lassen.

Schatten-Governance

Die Lebensdauer von Photovoltaikkraftwerken beträgt in der Regel bis zu 25 Jahre. Die Umgebung kann sich während des Betriebs ändern. Beispielsweise können neue Gebäude, umgepflanzte Bäume und neue Geräte auf dem Dach zu Schattenbildungsproblemen bei Photovoltaikmodulen führen. In diesem Fall ist der Einsatz eines Optimierers besonders wichtig. Durch den Einsatz der Optimierungstechnologie können die Auswirkungen der Schattenbildung auf die Stromerzeugung des Systems erheblich reduziert und der durch Schatten verursachte Leistungsverlust ausgeglichen werden.

Optimale Konfigurationsvorschläge für neu errichtete Kraftwerke

Für Benutzer, die noch kein Photovoltaikkraftwerk installiert haben, ist es auch von großer Bedeutung, den Photovoltaik-Optimierer vorausschauend zu konfigurieren. Zu Beginn der Planung und des Entwurfs des Kraftwerks sollte der Optimierer berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass das Kraftwerk von Beginn des Baus an über eine effiziente, stabile und intelligente Stromerzeugungskapazität verfügt. Die folgenden Szenarien eignen sich besonders für die Installation von Photovoltaik-Optimierern:

Komplexe Dachkonstruktion

Zu Beginn des Baus einer PV-Anlage ist die Ausrichtung des Daches einer der Hauptfaktoren, die die Größe der PV-Anlage auf dem Dach bestimmen. Module im selben Strang sind in zwei verschiedene Richtungen ausgerichtet, was zu einem gewissen Leistungsverlust führt. Der PV-Optimierer ermöglicht es jedem Modul, unabhängig von anderen Modulen im selben Strang an seinem maximalen Leistungspunkt zu arbeiten, wodurch die Nutzung der Dachfläche maximiert wird.

Schattenverdeckungsproblem

Schatten rund um das Dach können zu Stromerzeugungsverlusten der Photovoltaikanlage führen. Selbst der geringste Schatten durch Bäume oder Leitungen kann die Stromerzeugung der gesamten Anlage erheblich beeinträchtigen. Der PV-Optimierer verwendet MPPT-Maximalleistungsverfolgung auf Modulebene, um die blockierten Module unabhängig zu optimieren und die Gesamtstromerzeugung des Systems zu erhöhen.

Die natürliche Umwelt ist veränderlich

Auch übliche Umweltfaktoren wie Ascheansammlungen, Vogelkot und Schneeansammlungen können die Stromerzeugung von Photovoltaikkraftwerken erheblich beeinflussen. Wenn die natürliche Umgebung in der Gegend, in der sich Ihr Dach befindet, unbeständig ist, ist es wahrscheinlich, dass die Photovoltaikstromerzeugung nicht den Erwartungen entspricht. Die Installation eines Optimierers kann diese Herausforderungen effektiv bewältigen und eine stabile Stromerzeugung gewährleisten.

Sicherheits- und Wartungsfähigkeitsanforderungen

Photovoltaikanlagen haben die Eigenschaft, kontinuierlich Spannung zu erzeugen. Im Falle von Fehlfunktionen, Bränden und anderen kritischen Situationen bergen Photovoltaikanlagen, die bei niedriger Spannung nicht sicher abgeschaltet werden können, potenzielle Sicherheitsrisiken. Der Photovoltaik-Optimierer kann latente Risiken durch Überwachung auf Modulebene rechtzeitig erkennen und innerhalb von 15 Sekunden eine vollständige Schnellabschaltung durchführen, wodurch die Spannung auf ein sicheres Niveau reduziert wird, um die Sicherheit von Photovoltaikanlagen sowie des Betriebs- und Wartungspersonals zu gewährleisten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PV-Optimierer eine wichtige Rolle bei der Steigerung der Stromerzeugung von PV-Systemen spielen und dabei Sicherheit und Wartungsfreundlichkeit gewährleisten. Unabhängig davon, ob es sich um ein in Betrieb befindliches oder nicht installiertes PV-Kraftwerk handelt, ist es eine kluge Entscheidung, in bestimmten Szenarien Optimierer zu installieren.

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