Więcej energii AC z paneli słonecznych

Energia słoneczna to coś więcej niż niebieskie, szkliste panele mieniące się na dachach. Równie ważne są falowniki, które przetwarzają prąd stały wytwarzany przez panele słoneczne na prąd przemienny gotowy do podłączenia do sieci. Zazwyczaj wszystkie panele w systemie fotowoltaicznym na dachu są podłączone do jednego dużego falownika zamontowanego z boku domu.

Za kulisami: Małe mikroinwertery, takie jak pokazany powyżej, można podłączyć za każdym panelem słonecznym, aby przekształcić prąd stały na prąd przemienny i poprawić ogólną wydajność systemu.

Uruchomienie Enfaza energii firmy Petaluma w Kalifornii produkuje teraz pierwsze mikroinwertery. Te mniejsze falowniki można przykręcić do regałów pod każdym panelem słonecznym, aby zamienić prąd stały na prąd przemienny dla każdego panelu osobno. Firma twierdzi, że urządzenia zwiększą wydajność systemu fotowoltaicznego o 5 do 25 procent i obniżą koszt energii słonecznej.

Enphase zebrał ponad 20 milionów dolarów w ostatniej rundzie finansowania. Firma nawiązała współpracę z różnymi dystrybutorami i partnerami, w tym z producentem modułów fotowoltaicznych Suntech Power Holdings i instalatora Akeena Solar , aby dostarczyć swoje urządzenie klientom. Mikroinwertery mogą być używane w systemach fotowoltaicznych na skalę mieszkaniową, komercyjną, a nawet użytkową, mówi Todd Wilson, partner generalny Partnerzy RockPort Capital , jednego z wiodących inwestorów w technologię Enphase.

Oprócz konwersji prądu stałego na prąd przemienny, inwertery odpowiadają za uzyskanie jak największej mocy z modułów fotowoltaicznych. Mają obwód logiczny, który nieustannie wyszukuje najlepsze poziomy napięcia i prądu, przy których panele mogą działać. (Moc jest iloczynem napięcia i prądu.)

W konwencjonalnym systemie fotowoltaicznym panele słoneczne są połączone szeregowo, a ich łączna moc prądu stałego wysokiego napięcia jest podawana do falownika. Dlatego obwód logiczny falownika optymalizuje całkowity poziom prądu i napięcia. Ale jeśli prąd jednego panelu spadnie, ogranicza to ogólną wydajność systemu. Coś tak prostego, jak liść omiatający moduł lub kurz, gruz lub cień na jednym module, wpłynie na całą gamę wszystkich modułów, które są połączone szeregowo, mówi Leesa Lee, dyrektor ds. marketingu w Enphase.

Mikroinwertery optymalizują poziomy napięcia i prądu na każdym panelu indywidualnie. To wyciska najwięcej mocy z każdego panelu, a następnie dodaje ją razem, zwiększając wydajność systemu. Każdy wpływ na moduł ogranicza się tylko do tego modułu, mówi Lee. Ponadto koszt wyposażenia mikroinwerterów jest o około 15 procent niższy niż koszt tradycyjnego systemu, mówi, ponieważ drogie komponenty prądu stałego, takie jak łączniki i rozłączniki sygnału, można zastąpić gotowymi częściami prądu przemiennego.

Koncepcja małych falowników istnieje od ponad dekady, ale pojawiły się wyzwania techniczne związane z wytwarzaniem praktycznych urządzeń. Jedną z największych przeszkód dla technologii mikroinwerterów w przeszłości była wydajność konwersji, mówi Marv Dargatz, starszy dyrektor ds. systemów w Enphase. Enphase przekształcił wiele części analogowych w obwodach na cyfrowe, aby zmniejszyć rozmiar falownika bez poświęcania wydajności. Sprawność konwersji pojedynczego mikroinwertera wynosi 95,5%, porównywalna ze sprawnościami tradycyjnych dużych falowników, które wahają się od 94 do 96%.

Daniel Kammen , profesor polityki publicznej specjalizujący się w energetyce na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, mówi, że przemysł fotowoltaiczny utrzymywał konwencję łączenia paneli słonecznych w ciąg od lat 60., kiedy falowniki były drogie. To trochę szalone, że nadal łączymy panele słoneczne ze sobą szeregowo, mówi Kammen. Bierzesz najdroższą obecnie część systemu, panele słoneczne, i po prostu łącząc je ze sobą, zmniejszasz ich wydajność.

Mikroinwertery maksymalizują moc wyjściową, ale sprawiają również, że system jest bardzo elastyczny, mówi Kammen. Możesz po prostu podłączyć więcej paneli do swojej macierzy, jeśli potrzebujesz więcej mocy - nie możesz tego zrobić w tradycyjnym systemie, mówi. Jeśli dodasz więcej paneli, niż może wytrzymać falownik, będziesz musiał wymienić drugą najdroższą część systemu: falownik.

Producent półprzewodników Krajowy półprzewodnik przyjmuje inne podejście do zarządzania energią z systemu fotowoltaicznego. Firma dokonała optymalizator mocy urządzenie do pojedynczych paneli słonecznych. Urządzenie ma tylko obwód logiczny do optymalizacji poziomów prądu i napięcia – nie wykonuje konwersji mocy DC na AC. Ralf Muenster, wiceprezes ds. energii odnawialnej w National Semiconductor, mówi, że firma rozważała również produkcję mikroinwerterów. Zamiast tego zdecydował się na optymalizację mocy, ponieważ może on pracować z szerszym zakresem napięć niż falowniki.

Ale mikroinwertery mogą mieć jeszcze jedną dodatkową zaletę. Ponieważ pobierają prąd zmienny z panelu słonecznego, zasadniczo zamieniają każdy panel w osobne źródło zasilania. Mikroinwertery Enphase również przesyłają dane przez Internet na serwery firmy. Użytkownicy mogą monitorować swoją instalację online, sprawdzać, ile energii wytwarza każdy panel, i kontrolować, gdzie zużywana jest energia z każdego panelu słonecznego. Możesz zatrzymać niektóre panele do sprzedaży energii, a inne do zasilania zamrażarki, mówi Kammen.

ukryć