Onderpresteert uw PV-systeem? Een gids voor de toepassing en configuratie van optimizers

In praktische toepassingen van fotovoltaïsche (PV) stroomopwekking leiden problemen zoals schaduwvorming, verschillen in moduleoriëntatie en moduleveroudering vaak tot een daling van de systeemuitleg. Onderzoek wijst uit dat schaduwvorming kan leiden tot stroomverliezen van tot wel 70% (Bron ① : NREL). Vooral wanneer een specifieke module in de schaduw komt, kan de stroom en vermogen van de hele reeksschakeling aanzienlijk afnemen. Hier komen fotovoltaïsche optimalisators kijken. Ze passen de uitkomststroom van de beïnvloede modulen aan door interne DC-DC besturingscircuiten, waardoor er stroomovereenkomst met andere modulen wordt bereikt en effectief de opbrengstverliezen door mismatch worden gereduceerd. Dit artikel zal ingaan op de specifieke toepassingsbehoeften voor fotovoltaïsche optimalisators in zowel bestaande als nieuwe installaties, evenals de oplossingen die ze bieden.

Belangrijke Maatregelen om de Opbrengst van Bestaande PV-installaties te Verbeteren

Voor operationele fotovoltaïsche installaties is het upgraden met optimalisators ongetwijfeld een cruciale strategie. Deze technologie verhoogt niet alleen aanzienlijk de systeemopbrengst, maar biedt ook sterke ondersteuning voor de langdurige stabiele operatie van de installatie. Hieronder volgen enkele typische toepassingscenario's:

Moderniseren van Oude Installaties (Zonder Modulen te Vervangen) Sommige ouderen installaties die al jaren operationeel zijn, ervaren vaak een daling in opbrengst door veroudering van de modulen, prestatieafname en veranderingen in de werkingsomgeving. Volgens onderzoek kan de stroomopwekkingsefficiëntie van verouderde modulen met tot wel 20% afnemen (Bron ② : IEA), wat leidt tot ernstige mismatchproblemen. Het installeren van optimalisators lost niet alleen dit probleem op, maar herstelt ook de verloren opbrengst tot het maximale niveau. Bovendien biedt de module-niveau monitoring mogelijkheid tot real-time volging van de prestaties van de modulen, waardoor problematische modulen nauwkeurig kunnen worden geïdentificeerd en onderhoudstijd wordt bespaard.

Moderniseren van oude installaties (volledige module vervanging) Meestal plannen installaties die voor 2018 zijn gebouwd om oude modulen te vervangen door de nieuwste. Tijdens deze vervanging kunnen veranderingen in de moduleafmetingen schaduw veroorzaken (zoals hieronder wordt weergegeven), wat leidt tot energieverlies. Op basis van Sheng Gao's projectervaring kunnen systemen die optimizer-technologie gebruiken aanzienlijk de totale opwekking verbeteren bij schaduw, met gemiddeld toename van 15% of meer.

Grotere nieuwe modulen kunnen enige schaduw veroorzaken

Modernisatie van oude installaties (gedeelte module vervanging)  Met de snelle ontwikkeling van modulenvoortbrengsel, wanneer modulen in oudere installaties door schade moeten worden vervangen, staan ze vaak voor het dilemma dat de oorspronkelijke fabrikant dezelfde specificaties niet meer produceert. Eenvoudig beschadigde modulen vervangen door populaire huidige marktmodulen kan leiden tot compatibiliteitsproblemen binnen dezelfde moduleketen. Om deze uitdaging aan te pakken, biedt retrofitting met optimalisators zich aan als een economischere en effectievere keuze, waarbij effectief mismatchverschijnselen worden uitgeroeid en de efficiëntie van de installatie wordt gegarandeerd.

Schaduwvermindering  Fotovoltaïsche installaties hebben doorgaans een levensduur van tot 25 jaar, waarin de omgeving mogelijk kan veranderen. Nieuw gebouwde gebouwen, geplante bomen of extra dakapparatuur kunnen schaduwproblemen veroorzaken voor fotovoltaïsche modulen. In dergelijke gevallen is het gebruik van optimalisators bijzonder belangrijk. Door optimizer-technologie toe te passen, kan de invloed van schaduw op de systeemuitkomst aanzienlijk worden verminderd, waardoor verliezen door schaduw hersteld kunnen worden.

Aanbevelingen voor optimalisatieconfiguraties bij nieuwe installaties

Voor gebruikers die nog geen fotovoltaïsche systemen hebben geïnstalleerd, is het proactief configureren van optimalisators eveneens van groot belang. Vanaf het begin van de planning- en ontwerpfase van de installatie dienen optimalisators in overweging te worden genomen om er zeker van te zijn dat er vanaf het startpunt hoge efficiëntie, stabiliteit en intelligente stroomgeneratiecapaciteiten zijn. De volgende scenario's zijn bijzonder geschikt voor de installatie van fotovoltaïsche optimalisators:

Complex dakopbouw  Een van de kernfactoren die bepalen hoe groot het schaalniveau van een zonnepaneleninstallatie op het dak is, is de oriëntatie van het dak. Modulen in dezelfde keten gericht in twee verschillende richtingen kunnen leiden tot energieverliezen. Zonnepanelenoptimalisators laten elke module onafhankelijk op zijn maximale kracht punt opereren, ongeacht andere modulen in dezelfde keten, waardoor de benutting van dakruimte wordt gemaximaliseerd.

Schaduwproblemen  Schaduw veroorzaakt door omringende daken kan leiden tot energieproductieverliezen in zonnestelsels. Zelfs kleine schaduwen van bomen of luchtkabels kunnen een aanzienlijke invloed hebben op de totale uitkomst van het systeem. Zonnepanelenoptimalisators gebruiken module-niveau MPPT (Maximum Power Point Tracking) om geschaaduwde modulen onafhankelijk te optimaliseren, waardoor de totale stelselopbrengst wordt verbeterd.

Variabele natuurlijke omgevingen Gemeenschappelijke milieu factoren zoals stofophoping, vogelpoep en sneeuw kunnen ook sterk invloed uitoefenen op de uitkomst van fotovoltaïsche installaties. Als je dak zich in een gebied bevindt met variabele natuurlijke omstandigheden, kan dit leiden tot onderprestatie in de PV-generatie. Het installeren van optimalisators kan efficiënt deze uitdagingen aanpakken, zorgend voor stabiele stroomgeneratie.

Veiligheids- en onderhoudseisen Fotovoltaïsche systemen genereren continu spanning, en systemen die geen laagspanningsveilig afkoppeling kunnen uitvoeren bij storingen of branden vormen veiligheidsrisico's. Fotovoltaïsche optimalisators kunnen mogelijke risico's op module niveau door middel van monitoring snel identificeren en binnen 15 seconden een snelle shutdown voltooien, waardoor de spanning wordt teruggebracht naar veilige niveaus en de veiligheid van zowel het fotovoltaïsche systeem als het onderhoudspersoneel wordt gegarandeerd.

Samenvattend spelen fotovoltaïsche optimalisators een cruciale rol bij het verbeteren van de opbrengst van fotovoltaïsche systemen, het waarborgen van veiligheid en het faciliteren van onderhoud. Of het nu gaat om operationele of nieuwe fotovoltaïsche installaties, een retrofit met optimalisators in specifieke situaties is een wijs keuze.

Bronnen:

① NREL PV-prestaties:  https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf 

② IEA Photovoltaïsche Krachtinstallaties Programma:  https://iea-pvps.org/