Instalacja fotowoltaiczna, pod warunkiem, że jest prawidłowo zainstalowana i przy użyciu odpowiadających sobie komponentów, potrafi nam codziennie wyprodukować spore zasoby energii elektrycznej. Zasady działania modułów fotowoltaicznych w obliczu różnych czynników, mogą nam jednak tą efektywność zaburzyć, jeżeli nie zainwestujemy w dodatkowe usprawnienia monitorujące i normalizujące ich pracę – np. w przypadku zabrudzeń.
Do grupy takich sprzętów optymalizujących działanie naszej mikoinstalacji, należą mikroinwertery i tzw. optymalizatory mocy. Czym są i kiedy się je stosuje? Jaki to koszt i jacy producenci zapewniają najlepszą jakość?
Co to są, jak działają i kiedy stosuje się optymalizatory mocy?
Moduły fotowoltaiczne mają niestety taką zależność w sobie, że mimo zastosowania jednakowego typu o takich samych parametrach technicznych, z powodu wystąpienia zabrudzeń, zacienienia, awarii diod bocznikujących wbudowanych w moduły, nierównomiernego nasłonecznienia w pochmurne dni, nagrzania czy choćby zużycia w wyniku długiej eksploatacji – moc wszystkich szeregowo połączonych modułów sprowadzana jest do punktu mocy najsłabszego panelu fotowoltaicznego, co negatywnie wpływa na wydajność instalacji fotowoltaicznej i ogranicza jej możliwości w wytwarzaniu energii. By przeciwdziałać takiej sytuacji, stosuje się na przykład optymalizatory mocy, które zapewniają niezależność każdego modułu i sprawiają, że słabsze moduły nie wpływają na pracę pozostałych, dzięki czemu instalacja wytwarza więcej energii – uzysk energetyczny dzięki użyciu tych urządzeń może wzrosnąć nawet o kilka-kilkanaście procent. Optymalizatory mają jednak więcej możliwości, niż tylko pośrednia redukcja strat energii, dlatego tym bardziej warto w nie zainwestować.
Optymalizatory mocy to nic innego, jak małe, elektroniczne urządzenia ograniczające niedopasowania prądowo-napięciowe w szeregu połączonych ze sobą modułów fotowoltaicznych. Coraz to nowsze innowacje dają możliwość zakupu modułów z już wbudowanymi optymalizatorami mocy (rozwiązanie o nazwie SMART), jednak standardowo kupuje się je oddzielnie i montuje jeden optymalizator mocy pod każdym jednym modułem fotowoltaicznym, tak aby pośredniczył między modułami a falownikiem. Każdy optymalizator mocy oblicza tzw. punkt mocy maksymalnej MPP danego modułu (maksymalną moc wyjściową) i przekazuje ją bezpośrednio do falownika. W efekcie, wykorzystując każdy punkt mocy maksymalnej indywidualnie, wydajność instalacji fotowoltaicznej wykorzystana jest w maksymalnym możliwym stopniu, na jaki pozwala każdy moduł, bez względu na zacienienia, zabrudzenia czy kapryśną pogodę.
Dodatkowe funkcjonalności optymalizatorów mocy
Te małe urządzenia gwarantują nam więcej możliwości niż tylko maksymalizację uzysku i indywidualny przesył energii do falownika z każdego modułu. Po podłączeniu ich do modułów fotowoltaicznych zyskujemy możliwość monitorowania parametrów pracy każdego panelu - mocy, prądu, napięcia i temperatury. Możliwość ta nie tylko pozwala na obserwację wydajności naszej instalacji dla podkreślenia satysfakcji z posiadanej elektrowni słonecznej, ale pozwala również na szybkie wykrycie usterek i nieprawidłowości w działaniu modułów, co oszczędza nam czas. Dodatkowo, optymalizatory mocy są środkiem bezpieczeństwa w razie awarii lub zaniku napięcia w sieci elektrycznej, ponieważ napięcie do bezpiecznego poziomu.
Kiedy warto się zdecydować na montaż optymalizatorów mocy przy naszej instalacji?
Montaż optymalizatorów często okazuje się koniecznością przy instalacji fotowoltaicznej, która zlokalizowana jest na kilku połaciach i/lub w różnych azymutach pokrycia dachowego (na dachu wielospadowym), czyli w sytuacji gdy często może dojść do zacienienia przynajmniej jednego modułu lub kilku modułów w instalacji, co bez optymalizatorów znacznie mogłoby pogorszyć uzyski z potencjału mocy (ważne! w sytuacji, gdy moduły alokowane są na różnych połaciach dachu, warto rozważyć instalację mikroinwerterów, zamiast optymalizatorów).
Urządzenia są też konieczne w przypadku zastosowania paneli o zróżnicowanej mocy - np. wymieniając część wyeksploatowanych paneli na nowe. Optymalizator mocy pozostaje tylko opcją, jeżeli chcemy po prostu zwiększyć uzyski, monitorować jak działa każdy moduł lub przyczynić się do zwiększenia bezpieczeństwa naszej elektrowni słonecznej.
Aspektem dodatkowo zachęcającym do zakupu optymalizatorów jest ich żywotność - gwarancja obejmuje zwykle aż 25 lat sprawnego działania.
Jakie są ceny optymalizatorów mocy?
Średnia cena za optymalizator to około 200 zł, co w zależności od liczby paneli fotowoltaicznych, może zwiększyć koszt naszej inwestycji o kilka tysięcy złotych. Nie zmienia to jednak faktu, że są one zdecydowanie tańsze niż mikroinwertery.
Generalnie cena zależna jest od producenta i od tego, jak wysoka jest moc DC - im jest ona wyższa, tym droższy będzie optymalizator. W kryterium producentów do jednych z najdroższych urządzeń optymalizujących, należy optymalizator mocy firmy Enphase, jednak tańszą, choć znacznie bardziej uznaną i popularną opcją, są optymalizatory izraelskiej marki SolarEdge. Tańsze od oferty SolarEdge i również sprawdzone, są tylko urządzenia firmy Tigo.
SolarEdge jako wiodący producent optymalizatorów
SolarEdge to izraelska firma produkująca inwertery i optymalizatory mocy - jednak to na rynku tych drugich wiedzie prym, ponieważ skutecznie rozwinęła ich ideę i zastosowanie na rynku produktów fotowoltaicznych. Działa w branży fotowoltaicznej od 2006 roku i sprzedała już kilkadziesiąt sztuk optymalizatorów, cechuje się ogromną rentownością i rzeszą zwolenników swoich produktów, a nie ukrywajmy, że wiarygodność marki ma duży wpływ na dokonywanie wyboru spośród konkurencyjnych urządzeń. Cynicy nie pochwalają jednak tej zależności, że inwertery SolarEdge nie będą działać bez optymalizatorów SolarEdge, co ogranicza w pewien sposób możliwości dywersyfikacji komponentów zestawu fotowoltaicznego, ale jak dotąd stosunek osób niezadowolonych z tego tytułu jest zdecydowanie niski w porównaniu do osób pochwalających wydajność i solidność wykonania produktów SolarEdge.