Zalety i wady centralnych falowników
Centralny falownik jest zazwyczaj stosowany w dużych elektrowniach o jednolitym nasłonecznieniu, elektrowniach na pustyni, naziemnych elektrowniach oraz innych dużych systemach wytwarzania energii. Całkowita moc systemu jest duża, zazwyczaj powyżej poziomu megawata. Porównanie głównych komponentów systemów elektrowni fotowoltaicznych wykorzystujących centralne falowniki: moduły fotowoltaiczne, kable DC, skrzynki łączeniowe, kable DC, rozdział łączeniowy DC, kable DC, falowniki, transformatory izolacyjne, rozdział mocy AC oraz sieci energetyczne.
Zalety centralnych falowników:
(1) Mała liczba falowników, co ułatwia zarządzanie;
(2) Mała liczba komponentów falownika i wysoka niezawodność;
(3) Mniejsza zawartość harmonicznych, mniejszy składnik DC, wysoka jakość mocy;
(4) Falownik cechuje się wysoką integracją, dużą gęstością mocy i niskim kosztem;
(5) Falownik posiada pełne funkcje ochronne i wysokie bezpieczeństwo elektrowni;
(6) Posiada funkcję regulacji współczynnika mocy oraz funkcję ride-through przy niskim napięciu, a regulacja sieci jest dobra.
Wady centralnych falowników:
1. Problemy bezpieczeństwa. W rozwiązaniu centralnym stosuje się skrzynkę łączeniową DC. Ze względu na wbudowaną bezpiecznikową gałąź DC istnieje ryzyko ciągłego pożaru, ponieważ panel słoneczny będzie działał, dopóki jest światło. W rozproszonych warsztatach dachowych stanowi to poważne zagrożenie bezpieczeństwa. Nie tylko korzyści ekonomiczne samej elektrowni będą zagrożone, ale także inne urządzenia w zakładzie mogą zostać poważnie uszkodzone. To duża strata dla właściciela.
2. W przypadku nieregularnych dachów pojedynczy falownik 500KW nie może w pełni wykorzystać powierzchni dachu. Falowniki często są przeciążone lub niedociążone, zbyt duże lub zbyt małe.
3. Przy wielu dachach o różnych orientacjach panele słoneczne są częściowo zacienione, co prowadzi do niespójności łańcuchów. Jednokanałowy MPPT powoduje stosunkowo niską produkcję energii; jednocześnie straty wynikające z niedopasowania każdego łańcucha również powodują utratę produkcji.
4. Falownik wymaga konserwacji przez wykwalifikowanych inżynierów. Awaria pojedynczego falownika ma duży wpływ na produkcję energii i stanowi poważne wyzwanie dla bezpieczeństwa personelu konserwacyjnego. Jednocześnie istnieje wiele typów części zamiennych, a lokalizacja i naprawa awarii zajmuje ponad 3 dni, co poważnie wpływa na przychody z produkcji energii klienta. Wysoka awaryjność skrzynki łączeniowej DC i brak możliwości monitorowania każdego łańcucha wydłużają czas lokalizacji awarii. Ze względu na ulatnianie się bezpiecznika, wskaźnik awaryjności i koszty konserwacji są wysokie, wymagane są regularne wymiany i przeglądy; obwód jest skomplikowany, wiele połączeń wykonywanych jest na miejscu, co zwiększa awaryjność; po 1-2 latach eksploatacji niektórych projektów efektywna produkcja energii spada poniżej 90%.
5. Rozwiązanie centralne wymaga pomieszczenia na falowniki oraz odpowiednich prac budowlanych, a także wyposażenia w wentylatory, kanały powietrzne, czujniki dymu, czujniki temperatury i inne urządzenia. Jeśli elektrownia fotowoltaiczna jest instalowana na dachu tradycyjnego budynku fabrycznego, niekoniecznie można tam zamontować dużą, 500KW centralną falownik. Jednocześnie zwiększa to złożoność budowy oraz podnosi koszty inwestycji początkowej i eksploatacji.
6. Centralny falownik wymaga wymuszonego chłodzenia powietrzem, a zużycie energii w pomieszczeniu maszynowym jest duże, średnio co najmniej 300W lub więcej. Wymaga regularnego usuwania kurzu, konserwacji wentylatorów i wymiany filtrów przeciwpyłowych.
7. Zakres napięcia MPPT centralnego falownika jest wąski, zazwyczaj 450-820V, a konfiguracja komponentów jest mało elastyczna. W deszczowe dni i w obszarach mglistych czas produkcji energii jest krótki.
8. W systemie centralnych falowników podłączonych do sieci nie ma nadmiarowości. W przypadku awarii i wyłączenia cały system przestaje produkować energię.
