Presteert uw PV-systeem ondermaats? Een gids voor de toepassing en configuratie van de optimizer

In praktische toepassingen van fotovoltaïsche (PV) stroomopwekking leiden problemen zoals schaduw, verschillen in moduleoriëntatie en moduledegradatie vaak tot een afname van de systeemoutput. Onderzoek wijst uit dat schaduw kan leiden tot verliezen in stroomopwekking tot wel 70% (Bron ①: NREL). Vooral wanneer een specifieke module in de schaduw ligt, kunnen de stroom- en vermogensafgifte van het gehele seriecircuit aanzienlijk afnemen. Dit is waar fotovoltaïsche optimizers in het spel komen. Ze passen de uitgangsstroom van de betrokken modules aan via interne DC-DC-regelcircuits, waardoor stroomafstemming met andere modules wordt bereikt en opwekkingsverliezen door mismatch effectief worden verminderd. Dit artikel beschrijft de specifieke toepassingsbehoeften voor fotovoltaïsche optimizers in zowel bestaande als nieuwe installaties, evenals de oplossingen die ze bieden.

Belangrijkste maatregelen voor het verbeteren van de output van bestaande PV-installaties

Voor operationele fotovoltaïsche installaties is retrofitting met optimizers ongetwijfeld een cruciale upgradestrategie. Deze technologie verhoogt niet alleen de systeemoutput aanzienlijk, maar biedt ook sterke ondersteuning voor de stabiele werking van de installatie op de lange termijn. Hier zijn enkele typische toepassingsscenario's:

Retrofitten van oude centrales (zonder modules te vervangen) Sommige oudere centrales die al vele jaren operationeel zijn, ervaren vaak een afname in output vanwege moduleveroudering, prestatievermindering en veranderingen in de werkomgeving. Volgens onderzoek kan de efficiëntie van de energieopwekking van verouderde modules met wel 20% afnemen (Bron ②: IEA), wat leidt tot ernstige mismatch-problemen. Het installeren van optimizers kan niet alleen dit probleem aanpakken, maar ook de verloren generatie maximaal herstellen. Bovendien maakt de module-level monitoringfunctie realtime tracking van moduleprestaties mogelijk, wat nauwkeurige identificatie van problematische modules mogelijk maakt en onderhoudstijd bespaart.

Retrofitten van oude centrales (complete vervanging van modules) Normaal gesproken plannen centrales die vóór 2018 zijn gebouwd om oude modules te vervangen door de nieuwste. Tijdens deze vervanging kunnen veranderingen in moduleafmetingen schaduw veroorzaken (zoals hieronder geïllustreerd), wat resulteert in stroomverlies. Gebaseerd op Sheng Gao's projectervaring, kunnen systemen die gebruikmaken van optimizertechnologie de totale opwekking aanzienlijk verbeteren in aanwezigheid van schaduw, met gemiddelde stijgingen van 15% of meer.

Grotere nieuwe modules kunnen enige schaduw veroorzaken

Retrofitten van oude centrales (gedeeltelijke vervanging van modules) Met de snelle ontwikkeling van moduleproductie, wanneer modules in oudere fabrieken vervangen moeten worden vanwege schade, worden ze vaak geconfronteerd met het dilemma dat de oorspronkelijke fabrikant niet langer dezelfde specificaties produceert. Het simpelweg vervangen van beschadigde modules door populaire huidige marktmodules kan leiden tot mismatchproblemen binnen dezelfde modulestring. Om deze uitdaging aan te pakken, komt retrofitting met optimizers naar voren als een meer economische en effectieve keuze, die mismatchverschijnselen effectief elimineert en de efficiëntie van de fabriek waarborgt.

Schaduwvermindering Fotovoltaïsche installaties hebben doorgaans een levensduur van maximaal 25 jaar, gedurende welke de omgeving kan veranderen. Nieuw gebouwde gebouwen, getransplanteerde bomen of extra apparatuur op het dak kunnen schaduwproblemen voor fotovoltaïsche modules veroorzaken. In dergelijke gevallen is de toepassing van optimizers bijzonder belangrijk. Door gebruik te maken van optimizertechnologie kan de impact van schaduw op de systeemoutput aanzienlijk worden verminderd, waardoor verliezen door schaduw worden terugverdiend.

Optimalisatieconfiguratieaanbevelingen voor nieuwe installaties

Voor gebruikers die nog geen fotovoltaïsche systemen hebben geïnstalleerd, is het proactief configureren van optimizers net zo belangrijk. Vanaf de eerste plannings- en ontwerpfase van de installatie moeten optimizers worden overwogen om vanaf het begin een hoge efficiëntie, stabiliteit en intelligente stroomopwekkingsmogelijkheden te garanderen. De volgende scenario's zijn met name geschikt voor de installatie van fotovoltaïsche optimizers:

Complexe dakconstructies Een van de belangrijkste factoren die de omvang van de fotovoltaïsche installatie op het dak bepalen, is de oriëntatie van het dak. Modules in dezelfde string die in twee verschillende richtingen zijn georiënteerd, kunnen leiden tot vermogensverlies. Fotovoltaïsche optimizers zorgen ervoor dat elke module op zijn maximale vermogenspunt kan werken, zonder dat andere modules in dezelfde string dit beïnvloeden, waardoor het gebruik van de ruimte op het dak wordt gemaximaliseerd.

Problemen met schaduw Schaduw van omliggende daken kan leiden tot verlies van stroomopwekking in fotovoltaïsche systemen. Zelfs kleine schaduwen van bomen of bovengrondse lijnen kunnen een aanzienlijke impact hebben op de totale output van de installatie. Fotovoltaïsche optimizers maken gebruik van MPPT (Maximum Power Point Tracking) op moduleniveau om beschaduwde modules onafhankelijk te optimaliseren, waardoor de totale systeemopwekking wordt verbeterd.

Variabele natuurlijke omgevingen Veelvoorkomende omgevingsfactoren zoals stofophoping, vogelpoep en sneeuw kunnen ook een grote invloed hebben op de output van fotovoltaïsche installaties. Als uw dak zich in een gebied met wisselende natuurlijke omstandigheden bevindt, kan dit leiden tot ondermaatse prestaties in PV-opwekking. Het installeren van optimizers kan deze uitdagingen effectief aanpakken en stabiele stroomopwekking garanderen.

Veiligheids- en onderhoudsvereisten Fotovoltaïsche systemen genereren continu spanning en systemen die geen laagspanningsveiligheidsuitschakelingen kunnen uitvoeren in geval van storingen of brand, vormen veiligheidsrisico's. Fotovoltaïsche optimizers kunnen potentiële risico's snel identificeren door middel van monitoring op moduleniveau en binnen 15 seconden een snelle uitschakeling voltooien, waardoor de spanning wordt verlaagd tot veilige niveaus en de veiligheid van zowel het fotovoltaïsche systeem als het onderhoudspersoneel wordt gewaarborgd.

Samenvattend spelen fotovoltaïsche optimizers een cruciale rol bij het verbeteren van de output van fotovoltaïsche systemen, het waarborgen van veiligheid en het faciliteren van onderhoud. Of het nu gaat om operationele of nieuwe fotovoltaïsche installaties, het retrofitten met optimizers in specifieke scenario's is een verstandige keuze.

Bronnen:

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

② IEA-programma voor fotovoltaïsche energiesystemen: https://iea-pvps.org/