A geração de energia do sistema PV não está conforme o esperado? Leve você a entender o guia de configuração de aplicação do otimizador.

Na aplicação prática da geração fotovoltaica, problemas como sombreamento, diferença na orientação dos módulos e atenuação dos módulos frequentemente levam a uma redução na geração de energia do sistema. Estudos mostraram que o sombreamento pode causar uma perda de geração de até 70% (fonte ①: NREL). Especialmente quando um determinado módulo está em sombra, a corrente e a potência de saída de todo o circuito em série serão drasticamente reduzidas. Portanto, o otimizador fotovoltaico foi criado. Ele ajusta a corrente de saída do módulo problemático por meio de um circuito de controle DC-DC interno para alcançar a correspondência de corrente com outros módulos, reduzindo eficazmente as perdas de geração causadas por desajuste. A seguir, este artigo explicará detalhadamente os requisitos específicos de aplicação do otimizador fotovoltaico e as soluções que ele oferece tanto para usinas existentes quanto para usinas recém-instaladas.

Medidas-chave para aumentar a geração de energia das usinas existentes

Para usinas fotovoltaicas já em operação, a instalação de otimizadores fotovoltaicos é sem dúvida uma estratégia de atualização crucial. Essa tecnologia não só pode aumentar significativamente a geração de energia do sistema, mas também oferece uma garantia sólida para a operação estável de longo prazo da usina. Aqui estão alguns cenários de aplicação típicos:

Reforma de usina antiga (sem substituir módulos novos)

Muitas usinas de energia antigas que estão em operação há muitos anos frequentemente enfrentam uma queda na geração de energia devido ao envelhecimento dos módulos, degradação do desempenho e mudanças no ambiente de trabalho. De acordo com estudos, a eficiência de geração de energia de módulos envelhecidos pode ser reduzida em até 20% (Fonte ② 1: IEA), causando sérios problemas de desajuste de módulos. Instalar um otimizador pode não apenas resolver esse problema e recuperar ao máximo a geração de energia perdida, mas também monitorar o status de trabalho dos módulos em tempo real por meio de funções de monitoramento em nível de módulo, localizar precisamente os módulos com problemas e economizar tempo de operação e manutenção.

Reforma de usina antiga (todos substituídos por novos módulos)

Para usinas que geralmente são concluídas em 2018 ou antes, está planejado substituir os módulos antigos pelos mais recentes. Ao substituir por novos módulos, a occlusão de sombra (como mostrado na figura abaixo) pode ser causada por alterações no tamanho dos módulos, resultando em perda de energia. De acordo com a experiência de projetos da Shenggao, sistemas que utilizam tecnologia de otimizador podem aumentar significativamente a geração de energia total diante da occlusão de sombra, com um aumento médio de 15% ou mais.

Os módulos da usina concluída no passado são menores e foram substituídos por módulos novos maiores, resultando em certa occlusão de sombra.

Reforma de usinas antigas (substituição parcial de novos módulos)

Com o desenvolvimento rápido da fabricação de módulos, quando os módulos de uma usina antiga precisam ser substituídos devido a danos, muitas vezes enfrentam o dilema de que o fabricante original não produzirá mais módulos da mesma especificação. Se apenas os módulos danificados forem substituídos pelos módulos populares no mercado atual, pode ocorrer o problema de incompatibilidade na mesma string de módulos. Para resolver esse problema, instalar um otimizador tornou-se uma escolha mais econômica e eficaz, que pode eliminar eficazmente as incompatibilidades e garantir a eficiência da usina.

Governação por sombra

A vida útil de usinas fotovoltaicas geralmente chega até 25 anos, e o ambiente ao redor pode mudar durante sua operação. Por exemplo, novos prédios, árvores transplantadas e novos equipamentos no telhado podem causar problemas de sombreamento para os módulos fotovoltaicos. Nesse caso, a aplicação de um otimizador é particularmente importante. Ao adotar tecnologia de otimizador, o impacto do sombreamento na geração de energia do sistema pode ser significativamente reduzido, e a perda de energia causada pelo sombreamento pode ser recuperada.

Sugestões de configuração ótima para usinas recém-instaladas

Para usuários que ainda não instalaram uma usina fotovoltaica, também é de grande importância configurar o otimizador fotovoltaico prospectivamente. No início do planejamento e design da usina, o otimizador deve ser levado em consideração para garantir que a usina tenha uma capacidade de geração de energia eficiente, estável e inteligente desde o início da construção. Os seguintes cenários são particularmente adequados para a instalação de otimizadores fotovoltaicos:

Estrutura de telhado complexa

No início da construção de uma planta fotovoltaica, um dos fatores principais que determinam a escala das instalações fotovoltaicas no telhado é a orientação do telhado. Módulos na mesma string estão voltados em duas direções diferentes, resultando em uma certa perda de potência. O otimizador fotovoltaico permite que cada módulo opere em seu ponto de máxima potência, independente dos outros módulos na mesma string, maximizando assim o uso da área do telhado.

Problema de sombreamento

A presença de sombras ao redor do telhado pode causar a perda de geração de energia do sistema fotovoltaico. Mesmo a menor sombra de árvores ou fios pode ter um impacto significativo na geração de energia de toda a planta. O otimizador PV usa o rastreamento de potência máxima MPPT no nível do módulo para otimizar independentemente os módulos bloqueados e aumentar a geração de energia do sistema geral.

O ambiente natural é variável

Fatores ambientais comuns, como acúmulo de cinzas, excrementos de pássaros e acúmulo de neve, também podem ter um impacto significativo na geração de energia das usinas fotovoltaicas. Se o ambiente natural na área onde seu telhado está localizado for volátil, é provável que a geração fotovoltaica não atenda às expectativas. Instalar um otimizador pode resolver eficazmente esses desafios e garantir uma geração de energia estável.

Requisitos de segurança e manutenção

Os sistemas fotovoltaicos têm a característica de geração contínua de voltagem. Em caso de falhas, incêndios e outras situações críticas, sistemas fotovoltaicos que não podem ser desligados com segurança em baixa tensão apresentarão potenciais riscos de segurança. O otimizador fotovoltaico pode detectar riscos latentes em tempo real por meio do monitoramento no nível de módulo e realizar o desligamento rápido em até 15 segundos, reduzindo a voltagem para um nível seguro, garantindo assim a segurança dos sistemas fotovoltaicos e das equipes de operação e manutenção.

Resumindo, os otimizadores PV desempenham um papel importante no aumento da geração de energia dos sistemas PV, garantindo segurança e facilidade de manutenção. Seja uma usina fotovoltaica em operação ou ainda não instalada, instalar otimizadores em cenários específicos é uma escolha sábia.

fonte  ① Desempenho PV do NREL  ：https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf
fonte  ② Programa de Sistemas de Energia Fotovoltaica da IEA  ： https://iea-pvps.org/