PV Sisteminizin Performansı Azalmış Mı? Optimizatör Uygulaması ve Yapılandırması Kılavuzu

Fotovoltaik (PV) enerji üretimindeki pratik uygulamalarda, gölgeleme, modül yönlendirme farkları ve modül bozulması gibi sorunlar genellikle sistem çıkışı azalmasına neden olur. Araştırmalar, gölgelemenin enerji üretim kayıplarına kadar %70 oranında ulaşabileceğini göstermektedir (Kaynak ① : NREL). Özellikle bir modül gölgelese bile, tüm seri devrinin akımı ve güç çıkışı önemli ölçüde azalabilir. İşte bu noktada fotovoltaik optimize ediciler rol oynar. İç DC-DC kontrol devreleri aracılığıyla etkilenen modüllerin çıktı akımlarını ayarlayarak diğer modüllerle akım eşleşmesini sağlar ve uyumsuzluk nedeniyle olan üretim kayıplarını etkili bir şekilde azaltır. Bu makale, hem mevcut hem de yeni kurulumlarda fotovoltaik optimize edicilerin nasıl kullanılmaları gerektiği ve sağladıkları çözümler hakkında ayrıntılı bilgi verecektir.

Mevcut PV Santrallerinde Çıktıyı Artırmaya Yönelik Ana Ölçüler

Çalışan fotovoltaik santraller için optimize edicilerle yeniden donatma kesinlikle kritik bir yükseltme stratejisidır. Bu teknoloji sadece sistem çıktısını önemli ölçüde artırır, aynı zamanda santralin uzun vadede istikrarlı çalışmasını da güçlü bir şekilde destekler. İşte bazı tipik uygulama senaryoları:

Eski Santrallere Yeniden Donatma (Modülleri Değiirmeden) Birçok yıllık süre boyunca faaliyet gösteren daha eski bitkiler, modül yaşlaması, performans azalmaları ve çalışma ortamındaki değişiklikler nedeniyle genellikle çıktıda bir azalma yaşar. Araştırma göre, yaşlanan modüllerin elektrik üretimi verimliliği %20'ye kadar düşebilir (Kaynak ② : IEA), bu da ciddi uyumsuzluk sorunlarına neden olur. Optimizasyon birimleri kurmak, bu problemi çözebilmesi gibi kaybedilen üretimide maksimum düzeyde geri kazandırabilir. Ayrıca, modül seviyesi izleme özelliği, modül performansını anlık olarak izlemeyi sağlar ve sorunlu modülleri tam olarak tespit etmeyi mümkün kılar, böylece bakım süresi tasarruf edilir.

Eski Tesisleri Yeniden Donatma (Tam Modül Değişimi) Genellikle, 2018 öncesi inşa edilen tesisler, eski modülleri en yeni olanlarla değiştirmeyi planlar. Bu değiştirme sırasında, modül boyutlarındaki değişiklikler gölgeleme (aşağıda gösterildiği gibi) neden olabilir ve bu da güç kaybına yol açabilir. Sheng Gao'nun proje deneyimlerine göre, gölgeleme durumunda optimizeci teknolojisi kullanan sistemler toplam üretimde önemli ölçüde artış sağlayabilir; ortalama %15 veya daha fazla artış sağlanabilir.

Daha büyük yeni modüller bazı gölgelemeler oluşturabilir

Eski Tesisleri Yeniden Donatma (Kısmi Modül Değiştirme)  Modül üretiminin hızlı gelişimiyle birlikte, eski tesislerdeki modüller hasarlı olduğunda değiştirilmesi gerekebilir ve bu durumda genellikle orijinal üretici aynı spesifikasyonları artık üretilmiyor olabilir. Hasarlı modülleri sadece mevcut popüler pazar modüllerı ile değiştirme, aynı modül zincirinde uyumsuzluk sorunlarına neden olabilir. Bu zorlukla baş etmek için optimize edicilerle yeniden donatma daha ekonomik ve etkili bir seçeneğe dönüşüyor, uyumsuzluk fenomenlerini etkili bir şekilde ortadan kaldırır ve tesis verimliliğini sağlar.

Gölgelemeyi Azaltma  Fotovoltaik santraller genellikle 25 yıl kadar bir ömür boyu çalışır ve bu süre zarfında çevresel koşullar değişebilir. Yeni inşa edilen binalar, dikilen ağaçlar veya eklenen çatı ekipmanları, fotovoltaik modüllere gölge oluşturma sorunlarına neden olabilir. Bu tür durumlarda, optimize edicilerin kullanımı özellikle önem arz eder. Optimize edici teknolojisinin kullanılması ile gölgenin sistem çıkışı üzerindeki etkisi önemli ölçüde azaltılır ve gölge nedeniyle oluşan kayıplar geri kazanılır.

Yeni Kurulumlar İçin Optimizasyon Yapılandırma Önerileri

Henüz fotovoltaik sistem kurmamış olan kullanıcılar için, optimize edicileri ön plana alarak yapılandırmak da eşit derecede önem taşır. Santralın ilk planlama ve tasarım aşamasından itibaren optimize ediciler dikkate alınmalıdır ki, tesise yüksek verimlilik, kararlılık ve zekî güç üretim yeteneği sağlayabilsin. Aşağıdaki senaryolar, fotovoltaik optimize edicilerinin kurulmasına özel olarak uygunlardır:

Karmaşık Çatı Yapıları  Tavan photovoltaik kurulumunun ölçeğini belirleyen temel faktörlerden biri tavanın yönelimimdir. Aynı dizgedeki modüllerin iki farklı yöne yönelik olması güç kayıplarına neden olabilir. Photovoltaik optimize ediciler, aynı dizgedeki diğer modüllerden etkilenmeyen her bir modülün maksimum güç noktası üzerinde çalışmasını sağlar ve böylece tavan alanı kullanımını maksimize eder.

Gölgeleme Sorunları  Çevredeki tavanlardan kaynaklanan gölgeleme, photovoltaik sistemlerde enerji üretim kayıplarına neden olabilir. Hafif ağaç gölgesi veya üst geçiş hatları gölgesi bile tesise genel çıktıyı önemli ölçüde etkileyebilir. Photovoltaik optimize ediciler, gölge alan modülleri bağımsız olarak optimize etmek için modül düzeyinde MPPT (Maksimum Güç Noktası İzleme) kullanır ve böylece sistemin genel üretimini artırır.

Değişken Doğal Çevreler Toz birikimi, kuş dışkıları ve kar gibi yaygın çevresel faktörler, fotovoltaik santrallerinin çıkışı üzerinde büyük ölçüde etkileyebilir. Çatınız değişken doğal koşullar olan bir alanda bulunuyorsa, bu durum PV üretiminin yetersiz performans göstermesine neden olabilir. Optimizer'ları kurmak, bu zorlukları etkili bir şekilde gidermeyi sağlayarak stabil güç üretimini garanti eder.

Güvenlik ve Bakım Gereksinimleri Fotovoltaik sistemler sürekli gerilim oluşturur ve arıza veya yangın olaylarında düşük gerilimli güvenli kesme işlemi gerçekleştiremeyen sistemler güvenlik riske girer. Fotovoltaik optimizer'lar, modül düzeyinde izleme sayesinde potansiyel riskleri hızlıca tespit edebilir ve 15 saniye içinde hızlı kapanma işlemini tamamlayarak gerilimi güvenli seviyelere düşürür ve hem fotovoltaik sistemin hem de bakım personelinin güvenliğini sağlar.

Özetle, fotovoltaik optimize ediciler, fotovoltaik sistemlerinin çıkını artırma konusunda önemli bir rol oynar, güvenliği sağlar ve bakımı kolaylaştırır. İşletimde olan veya yeni fotovoltaik santraller için, belirli senaryolarda optimize edicilerle yeniden donatmak akıllı bir seçenmdir.

Kaynaklar:

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

② IEA Fotovoltaik Güç Sistemleri Programı:  https://iea-pvps.org/