W standardowych instalacjach moduły fotowoltaiczne działają, jak jeden mąż – na podobnym poziomie wydajności, z jednakową mocą nawet gdy ich potencjał jest znacznie wyższy. Dlaczego tak się dzieje? Mimo zastosowania paneli o jednakowych parametrach, gdy choć jeden z nich zacznie pracować mniej wydajnie m.in. w wyniku zacienienia, cała reszta modułów fotowoltaicznych zacznie działać na poziomie wydajności tego najsłabszego panelu. Aby rozwiązać ten problem i zwiększyć uzyski z paneli fotowoltaicznych, mamy do dyspozycji dwa rozwiązania: mikroinwertery lub nieco tańsze – optymalizatory mocy. Warto bliżej przyjrzeć się działaniu optymalizatorów mocy, jako ciekawej alternatywie dla mikroinwerterów.
Co to są optymalizatory mocy i gdzie się je montuje?
Optymalizator mocy jest niewielkim elektronicznym urządzeniem, którego główną rolą jest ograniczenie niedopasowania prądowo-napięciowego w łańcuchu paneli fotowoltaicznych, które zostały połączone szeregowo. Krótko mówiąc, montaż optymalizatorów mocy pozwala na niezależność w działaniu każdego modułu wchodzącego w skład instalacji fotowoltaicznej, dzięki czemu w przypadku spadku efektywności jednego z nich, nie wpływa to na pracę pozostałych modułów fotowoltaicznych.
Tych niewielkich urządzeń potrzebujemy tyle, ile mamy lub planujemy mieć paneli. Każdy optymalizator mocy montowany jest pod panelem, którego pracę ma wspierać. Na rynku dostępne są również panele fotowoltaiczne w systemie SMART, gdzie sprzedawane są z już fabrycznie wbudowanymi optymalizatorami mocy.
Działanie optymalizatorów mocy
Urządzenia te obliczają punkt mocy maksymalnej (tzw. MPPT, czyli maksymalną moc wyjściową) poszczególnych modułów i taki zakres informacji otrzymuje następnie falownik, dzięki czemu wydajność całej instalacji pv wzrasta. Optymalizatory mocy mają znacznie więcej funkcjonalności - monitorują parametry działania każdego modułu, tj. moc, temperaturę, efektywność produkcji prądu i przepływ napięcia, co pozwala na sprawne zaobserwowanie i zlokalizowanie ewentualnych usterek. Ponadto dostarczają dodatkowe zabezpieczenia, pozwalając na obniżenie napięcia w instalacji fotowoltaicznej w przypadku awarii lub zaniku napięcia w sieci energetycznej.
W jakich przypadkach warto mieć wyposażoną w optymalizatory instalację fotowoltaiczną?
Wzbogacenie instalacji fotowoltaicznej o optymalizatory wiąże się z szeregiem korzyści wynikających z prostego faktu, że nie tylko zacienienia ogniw mogą powodować, że instalacja będzie generować straty energii, poprzez zaniżanie całościowej wydajności na rzecz najsłabszego panelu. Lista możliwych problemów jest nieco dłuższa:
- nierównomiernie nagrzewające się moduły lub poszczególne ogniwa,
- zabrudzenia,
- nierównomierny spadek wydajności paneli z upływem lat,
- uszkodzenia obejściowych diod w modułach,
- mechaniczne uszkodzenia ogniw w panelach,
- świetlne refleksy oraz załamywanie się promieni słonecznych w wyniku zachmurzeń.
Optymalizator mocy pozwala na zwiększenie efektywności wytwarzania energii od kilku (w przypadku niezacienionej instalacji) do kilkunastu procent (w przypadku zacienionej). Ich zastosowanie jest również zalecane, gdy planuje się po kilku latach wymieniać część najsłabszych modułów na nowe - tym sposobem te starsze nie będą zaniżać uzysków z nowych paneli.
Producenci optymalizatorów
Największym producentem optymalizatorów jest bez wątpienia izraelska firma SolarEdge. Druga w kolejności jest marka Tigo, oferująca optymalizatory w nieco niższych cenach niż konkurent. Razem tworzą ponad 90% całego rynku optymalizatorów i nic nie wskazuje na to, by jakakolwiek inna firma deptała im po piętach, zwłaszcza że SolarEdge cieszy się dużym uznaniem jakości swoich produktów i zbudował potężną, zaufaną markę.
Optymalizator mocy - cena
Optymalizatory z racji znacznie prostszej konstrukcji w porównaniu z mikroinwerterami, są również znacznie tańsze. Ich cena zdeterminowana jest oczywiście marką, ale zależna jest także od maksymalnej mocy DC - im wyższa moc, tym wyższa cena. Koszty jednego optymalizatora waha się w przedziale 150 - 350 złotych.