ระบบผลิตไฟฟ้าของ PV ไม่เป็นไปตามที่คาดหวัง? พาคุณไปทำความเข้าใจคู่มือการกำหนดค่าการใช้งานออโตเมเตอร์

ในการใช้งานจริงของการผลิตไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ ปัญหาต่างๆ เช่น การบดบังเงา ความแตกต่างของทิศทางของโมดูล และการลดทอนของโมดูล มักทำให้การผลิตไฟฟ้าของระบบลดลง การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าการบดบังเงาอาจทำให้สูญเสียการผลิตไฟฟ้าได้มากถึง 70% (ที่มา ①: NREL) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อโมดูลบางโมดูลถูกบดบัง กระแสไฟและกำลังไฟฟ้าที่ส่งออกของวงจรอนุกรมทั้งหมดจะลดลงอย่างมาก ดังนั้น จึงได้มีการคิดค้นตัวเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นมา โดยจะปรับกระแสไฟที่ส่งออกของโมดูลที่มีปัญหาผ่านวงจรควบคุม DC-DC ภายในเพื่อให้กระแสไฟตรงกับโมดูลอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดการสูญเสียการผลิตไฟฟ้าที่เกิดจากความไม่ตรงกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ต่อไปนี้ บทความนี้จะอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะของตัวเพิ่มประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์และโซลูชันที่ให้มาในโรงไฟฟ้าสต็อกและโรงไฟฟ้าที่ติดตั้งใหม่

มาตรการสำคัญในการเพิ่มปริมาณการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าที่มีอยู่

สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ดำเนินการอยู่แล้ว การติดตั้งตัวเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานแสงอาทิตย์ถือเป็นกลยุทธ์การอัปเกรดที่สำคัญอย่างไม่ต้องสงสัย เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มการผลิตพลังงานของระบบได้อย่างมากเท่านั้น แต่ยังให้การรับประกันการทำงานที่เสถียรในระยะยาวของโรงไฟฟ้าอีกด้วย ต่อไปนี้คือสถานการณ์การใช้งานทั่วไปบางส่วน:

การปรับปรุงโรงไฟฟ้าเก่า (โดยไม่ต้องเปลี่ยนโมดูลใหม่)

โรงไฟฟ้าเก่าบางแห่งที่ใช้งานมาหลายปีมักประสบปัญหาการผลิตไฟฟ้าลดลงเนื่องจากโมดูลเสื่อมสภาพ ประสิทธิภาพการทำงานลดลง และสภาพแวดล้อมการทำงานเปลี่ยนแปลง จากการศึกษาพบว่าประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของโมดูลที่เสื่อมสภาพอาจลดลงถึง 20% (ที่มา ② 1: IEA) ส่งผลให้เกิดปัญหาความไม่ตรงกันของโมดูลอย่างร้ายแรง การติดตั้งตัวเพิ่มประสิทธิภาพไม่เพียงแต่จะแก้ปัญหาและกู้คืนการผลิตไฟฟ้าที่สูญเสียไปได้มากที่สุดเท่านั้น แต่ยังสามารถตรวจสอบสถานะการทำงานของโมดูลได้แบบเรียลไทม์ผ่านฟังก์ชันการตรวจสอบระดับโมดูล ค้นหาโมดูลที่มีปัญหาได้อย่างแม่นยำ และประหยัดเวลาการทำงานและการบำรุงรักษา

ปรับปรุงโรงไฟฟ้าเก่า (เปลี่ยนใหม่ทั้งหมด)

สำหรับโรงไฟฟ้าที่มักจะสร้างเสร็จในปี 2018 หรือเร็วกว่านั้น มีแผนที่จะเปลี่ยนโมดูลเก่าด้วยโมดูลล่าสุด เมื่อเปลี่ยนโมดูลใหม่ อาจเกิดเงาบดบัง (ดังที่แสดงในรูปด้านล่าง) จากการเปลี่ยนแปลงขนาดโมดูล ส่งผลให้สูญเสียพลังงาน จากประสบการณ์ในโครงการของ Shenggao ระบบที่ใช้เทคโนโลยีออปติไมเซอร์สามารถเพิ่มการผลิตพลังงานโดยรวมได้อย่างมากเมื่อเผชิญกับเงาบดบัง โดยเพิ่มขึ้นเฉลี่ย 15% ขึ้นไป

โมดูลของโรงไฟฟ้าที่สร้างเสร็จในอดีตมีขนาดเล็กลงและถูกแทนที่ด้วยโมดูลใหม่ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ส่งผลให้เกิดเงาบดบังบางส่วน

การปรับปรุงโรงไฟฟ้าเก่า (เปลี่ยนโมดูลใหม่บางส่วน)

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของการผลิตโมดูล เมื่อโมดูลของโรงไฟฟ้าเก่าต้องเปลี่ยนเนื่องจากเสียหาย มักจะต้องเผชิญกับภาวะกลืนไม่เข้าคายไม่ออกว่าผู้ผลิตเดิมจะไม่ผลิตโมดูลที่มีคุณสมบัติเดียวกันอีกต่อไป หากเปลี่ยนเฉพาะโมดูลที่เสียหายด้วยโมดูลยอดนิยมในตลาดปัจจุบัน อาจเกิดปัญหาความไม่ตรงกันในสตริงโมดูลเดียวกันได้ เพื่อแก้ปัญหานี้ การติดตั้งตัวเพิ่มประสิทธิภาพจึงกลายเป็นตัวเลือกที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งสามารถขจัดความไม่ตรงกันได้อย่างมีประสิทธิภาพและรับรองประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้า

การปกครองแบบเงา

อายุการใช้งานของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์โดยทั่วไปอยู่ที่ 25 ปี และสภาพแวดล้อมโดยรอบอาจเปลี่ยนแปลงไประหว่างการใช้งาน ตัวอย่างเช่น อาคารใหม่ ต้นไม้ที่ย้ายปลูก และอุปกรณ์ใหม่บนหลังคาอาจทำให้เกิดปัญหาเงาบดบังแผงโซลาร์เซลล์ได้ ในกรณีนี้ การใช้ตัวเพิ่มประสิทธิภาพจึงมีความสำคัญเป็นพิเศษ การใช้เทคโนโลยีตัวเพิ่มประสิทธิภาพช่วยลดผลกระทบของเงาบดบังต่อการผลิตไฟฟ้าของระบบได้อย่างมาก และสามารถกู้คืนการสูญเสียพลังงานที่เกิดจากเงาได้

ข้อเสนอแนะการกำหนดค่าที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโรงไฟฟ้าที่ติดตั้งใหม่

สำหรับผู้ใช้ที่ยังไม่ได้ติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ การกำหนดค่าตัวเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานแสงอาทิตย์ล่วงหน้าก็มีความสำคัญเช่นกัน ในช่วงเริ่มต้นของการวางแผนและการออกแบบโรงไฟฟ้า ควรคำนึงถึงตัวเพิ่มประสิทธิภาพเพื่อให้แน่ใจว่าโรงไฟฟ้ามีกำลังการผลิตไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ มีเสถียรภาพ และชาญฉลาดตั้งแต่เริ่มต้นการก่อสร้าง สถานการณ์ต่อไปนี้เหมาะสมเป็นพิเศษสำหรับการติดตั้งตัวเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานแสงอาทิตย์:

โครงสร้างหลังคาที่ซับซ้อน

ในช่วงเริ่มต้นของการก่อสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ปัจจัยหลักอย่างหนึ่งที่กำหนดขนาดของการติดตั้ง PV บนหลังคาคือทิศทางของหลังคา โมดูลในสายเดียวกันจะหันหน้าไปในสองทิศทางที่ต่างกัน ส่งผลให้สูญเสียพลังงานในระดับหนึ่ง ตัวเพิ่มประสิทธิภาพ PV อนุญาตให้แต่ละโมดูลทำงานที่จุดพลังงานสูงสุด โดยไม่ขึ้นกับโมดูลอื่นๆ ในสายเดียวกัน จึงใช้พื้นที่หลังคาได้สูงสุด

ปัญหาการบดบังเงา

การมีเงาอยู่รอบหลังคาอาจทำให้ระบบผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สูญเสียพลังงานได้ แม้แต่เงาจากต้นไม้หรือสายไฟเพียงเล็กน้อยก็อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อการผลิตไฟฟ้าของโรงงานทั้งหมดได้ ตัวเพิ่มประสิทธิภาพ PV ใช้การติดตามกำลังไฟฟ้าสูงสุดของ MPPT ในระดับโมดูลเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโมดูลที่ถูกปิดกั้นอย่างอิสระ และเพิ่มการผลิตไฟฟ้าโดยรวมของระบบ

สิ่งแวดล้อมธรรมชาตินั้นย่อมเปลี่ยนแปลง

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมทั่วไป เช่น การสะสมของเถ้า มูลนก และหิมะ อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อการผลิตไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ หากสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติในบริเวณที่คุณติดตั้งหลังคานั้นไม่มั่นคง การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ก็อาจไม่เป็นไปตามที่คาดหวัง การติดตั้งตัวเพิ่มประสิทธิภาพจะช่วยแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและช่วยให้ผลิตไฟฟ้าได้อย่างเสถียร

ข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและการบำรุงรักษา

ระบบโฟโตวอลตาอิคมีคุณสมบัติในการสร้างแรงดันไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง ในกรณีที่เกิดความผิดปกติ ไฟไหม้ หรือสถานการณ์วิกฤตอื่นๆ ระบบโฟโตวอลตาอิคที่ไม่สามารถตัดไฟได้อย่างปลอดภัยด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำอาจมีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยได้ ตัวเพิ่มประสิทธิภาพโฟโตวอลตาอิคสามารถตรวจจับความเสี่ยงแฝงได้ทันเวลาผ่านการตรวจสอบระดับโมดูลและปิดระบบอย่างรวดเร็วภายใน 15 วินาที ลดแรงดันไฟฟ้าให้เหลือระดับที่ปลอดภัยเพื่อรับประกันความปลอดภัยของระบบโฟโตวอลตาอิคและเจ้าหน้าที่ปฏิบัติการและบำรุงรักษา

โดยสรุปแล้ว ตัวเพิ่มประสิทธิภาพ PV มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มการผลิตไฟฟ้าของระบบ PV ช่วยให้มั่นใจถึงความปลอดภัยและความสะดวกในการบำรุงรักษา ไม่ว่าจะเป็นโรงไฟฟ้า PV ที่ดำเนินการอยู่หรือไม่ได้ติดตั้งแล้ว การติดตั้งตัวเพิ่มประสิทธิภาพในสถานการณ์เฉพาะถือเป็นทางเลือกที่ชาญฉลาด

แหล่ง ① ประสิทธิภาพของ NREL PV :https://www.nrel.gov/docs/fy19osti/72399.pdf
แหล่ง ② โครงการระบบพลังงานโซลาร์เซลล์ของ IEA : https://iea-pvps.org/