La generazione di energia del sistema fotovoltaico non è come previsto? Ti invito a comprendere la guida alla configurazione dell'applicazione dell'ottimizzatore. Italia

Nell'applicazione pratica della generazione di energia fotovoltaica, problemi come l'occlusione dell'ombra, la differenza di orientamento del modulo e l'attenuazione del modulo spesso portano a una diminuzione della generazione di energia del sistema. Gli studi hanno dimostrato che l'occlusione dell'ombra può portare a una perdita di generazione di energia fino al 70% (fonte ①: NREL). Soprattutto quando un determinato modulo è ombreggiato, la corrente e la potenza in uscita dell'intero circuito in serie saranno notevolmente ridotte. Pertanto, è nato l'ottimizzatore fotovoltaico. Regola la corrente di uscita del modulo problematico tramite il circuito di controllo CC-CC interno per ottenere la corrispondenza di corrente con altri moduli, riducendo efficacemente la perdita di generazione di energia causata dalla mancata corrispondenza. Successivamente, questo articolo spiegherà in dettaglio i requisiti applicativi specifici dell'ottimizzatore fotovoltaico e le soluzioni che fornisce nella stazione elettrica di serie e nella stazione elettrica di nuova installazione.

Misure chiave per aumentare la produzione di energia delle centrali elettriche esistenti

Per le centrali fotovoltaiche già in funzione, l'installazione di ottimizzatori fotovoltaici è senza dubbio una strategia di aggiornamento cruciale. Questa tecnologia può non solo aumentare significativamente la generazione di energia del sistema, ma anche fornire una forte garanzia per il funzionamento stabile a lungo termine della centrale elettrica. Ecco alcuni scenari applicativi tipici:

Ristrutturazione della vecchia centrale elettrica (senza sostituzione di nuovi moduli)

Alcune vecchie centrali elettriche in funzione da molti anni spesso subiscono un calo della produzione di energia dovuto all'invecchiamento dei moduli, al degrado delle prestazioni e ai cambiamenti nell'ambiente di lavoro. Secondo gli studi, l'efficienza della produzione di energia dei moduli invecchiati può essere ridotta fino al 20% (Fonte ② 1: IEA), causando gravi problemi di mancata corrispondenza dei moduli. L'installazione di un ottimizzatore può non solo risolvere questo problema e recuperare la generazione di energia persa nella massima misura, ma anche monitorare lo stato di funzionamento dei moduli in tempo reale tramite funzioni di monitoraggio a livello di modulo, individuare con precisione i moduli problematici e risparmiare tempo di funzionamento e manutenzione.

Ristrutturazione della vecchia centrale elettrica (tutti sostituiti con nuovi moduli)

Per le centrali elettriche che di solito vengono completate nel 2018 o prima, si prevede di sostituire i vecchi moduli con i moduli più recenti. Quando si sostituiscono nuovi moduli, l'occlusione d'ombra (come mostrato nella figura sottostante) può essere causata da modifiche delle dimensioni dei moduli, con conseguente perdita di potenza. Secondo l'esperienza di progetto di Shenggao, i sistemi che utilizzano la tecnologia di ottimizzazione possono aumentare significativamente la generazione di potenza complessiva di fronte all'occlusione d'ombra, con un aumento medio del 15% o più.

I moduli della centrale elettrica ultimati in passato sono di dimensioni più piccole e sono stati sostituiti con nuovi moduli più grandi, con conseguente creazione di una certa occlusione delle ombre.

Ristrutturazione vecchia centrale elettrica (sostituzione parziale di nuovi moduli)

Con il rapido sviluppo della produzione di moduli, quando i moduli di una vecchia centrale elettrica devono essere sostituiti a causa di danni, spesso si trovano di fronte al dilemma che il produttore originale non produrrà più gli stessi moduli di specifica. Se solo i moduli danneggiati vengono sostituiti con i moduli più diffusi sul mercato attuale, il problema di mancata corrispondenza potrebbe verificarsi nella stessa stringa di moduli. Per risolvere questo problema, installare un ottimizzatore è diventata una scelta più economica ed efficace, che può eliminare efficacemente le mancate corrispondenze e garantire l'efficienza della centrale elettrica.

Governance ombra

La durata di vita degli impianti fotovoltaici è solitamente fino a 25 anni e l'ambiente circostante può cambiare durante il funzionamento. Ad esempio, nuovi edifici, alberi trapiantati e nuove apparecchiature sul tetto possono causare problemi di occlusione dell'ombra per i moduli fotovoltaici. In questo caso, l'applicazione di un ottimizzatore è particolarmente importante. Adottando la tecnologia dell'ottimizzatore, l'impatto dell'occlusione dell'ombra sulla generazione di energia del sistema può essere significativamente ridotto e la perdita di potenza causata dall'ombra può essere recuperata.

Suggerimenti di configurazione ottimali per le centrali elettriche di nuova installazione

Per gli utenti che non hanno ancora installato una centrale fotovoltaica, è inoltre di grande importanza configurare l'ottimizzatore fotovoltaico in modo prospettico. All'inizio della pianificazione e progettazione della centrale elettrica, l'ottimizzatore dovrebbe essere preso in considerazione per garantire che la centrale elettrica abbia una capacità di generazione di energia efficiente, stabile e intelligente fin dall'inizio della costruzione. I seguenti scenari sono particolarmente adatti per l'installazione di ottimizzatori fotovoltaici:

Struttura complessa del tetto

All'inizio della costruzione di un impianto fotovoltaico, uno dei fattori principali che determinano la scala delle installazioni fotovoltaiche sul tetto è l'orientamento del tetto. I moduli nella stessa stringa sono rivolti in due direzioni diverse, con conseguente perdita di potenza. L'ottimizzatore fotovoltaico consente a ciascun modulo di funzionare al suo punto di massima potenza, indipendentemente dagli altri moduli nella stessa stringa, massimizzando così l'uso dell'area del tetto.

Problema di occlusione dell'ombra

La presenza di ombre attorno al tetto può causare la perdita di generazione di energia del sistema fotovoltaico. Anche la minima ombra da alberi o fili può avere un impatto significativo sulla generazione di energia dell'intero impianto. L'ottimizzatore fotovoltaico utilizza il monitoraggio della potenza massima MPPT a livello di modulo per ottimizzare in modo indipendente i moduli bloccati e aumentare la generazione di energia complessiva del sistema.

L'ambiente naturale è mutevole

Anche fattori ambientali comuni come l'accumulo di cenere, escrementi di uccelli e accumulo di neve possono avere un impatto significativo sulla generazione di energia degli impianti fotovoltaici. Se l'ambiente naturale nell'area in cui si trova il tetto è volatile, è probabile che la generazione di energia fotovoltaica non soddisfi le aspettative. L'installazione di un ottimizzatore può affrontare efficacemente queste sfide e garantire una generazione di energia stabile.

Requisiti di sicurezza e manutenibilità

I sistemi fotovoltaici hanno le caratteristiche di generazione continua di tensione. In caso di malfunzionamenti, incendi e altre situazioni critiche, i sistemi fotovoltaici che non possono essere tagliati fuori in sicurezza a bassa tensione avranno potenziali rischi per la sicurezza. L'ottimizzatore fotovoltaico può rilevare i rischi latenti in tempo attraverso il monitoraggio a livello di modulo e completare lo spegnimento rapido entro 15 secondi, riducendo la tensione a un livello sicuro per garantire la sicurezza dei sistemi fotovoltaici e del personale addetto al funzionamento e alla manutenzione.

Per riassumere, gli ottimizzatori FV svolgono un ruolo importante nell'aumentare la produzione di energia dei sistemi FV, garantendo sicurezza e facilità di manutenzione. Che si tratti di un impianto FV in funzione o disinstallato, è una scelta saggia installare gli ottimizzatori in scenari specifici.

source ① Prestazioni fotovoltaiche NREL :https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf
source ② Programma IEA per i sistemi di energia fotovoltaica : https://iea-pvps.org/