W idealnych warunkach najlepsza orientacja dachu dla paneli słonecznych to zazwyczaj skierowanie na południe, ponieważ maksymalizuje ekspozycję na słońce przez cały dzień. Jednak rzeczywiste projektowanie układu instalacji fotowoltaicznej jest znacznie wpływane przez różne czynniki, takie jak wrodzone ograniczenia orientacji dachu budynku, potencjalne przeszkody w pobliżu, zmiany kąta nachylenia dachu oraz inne zmienne.
Aby dostosować różnorodne orientacje paneli i sprostać wyzwaniom wynikającym z ograniczeń środowiskowych i konstrukcyjnych, potrzebne są elastyczne i adaptacyjne rozwiązania, co prowadzi do zapotrzebowania na wielokrotne hybrydowe falowniki MPPT.
Co to jest wielokrotny hybrydowy falownik MPPT
Wielokrotny hybrydowy falownik MPPT idzie o krok dalej w technologii śledzenia punktu maksymalnej mocy, integrując wiele śledzących MPP, aby obsługiwać moc z wielu łańcuchów/tablic lub orientacji paneli słonecznych niezależnie.
Oznacza to, że nawet jeśli masz panele skierowane w różne strony lub pod różnymi kątami nachylenia, falownik może optymalizować każdy zestaw oddzielnie, maksymalizując całkowitą produkcję energii.
Zastosowanie podwójnego hybrydowego falownika MPPT w systemie paneli słonecznych o orientacji wschód-zachód
Jednym z najczęstszych zastosowań wielokrotnych hybrydowych falowników MPPT są systemy paneli słonecznych o orientacji wschód-zachód. Orientacja wschód-zachód oznacza, że panele słoneczne są rozłożone na dwóch stronach dachu – jedna strona skierowana na wschód, a druga na zachód. Może to stanowić wyzwanie dla pojedynczych falowników MPPT, ponieważ mogą one optymalizować tylko jedną orientację na raz.
W przeciwieństwie do tego, podwójne hybrydowe falowniki MPPT, zdolne do jednoczesnego śledzenia dwóch punktów maksymalnej mocy, okazują się przełomowe.
Na przykład POW-HVM10.2M jest wyposażony w dwa MPPT o szerokim zakresie napięcia (90-450Vdc), co pozwala podzielić instalację fotowoltaiczną na dwie oddzielne części (maksymalna moc tablicy PV: 5400W/5400W), z których każda jest podłączona do osobnego kanału MPPT.
Konfiguracja podwójnego falownika MPPT – samouczek wideo
Wskazówki:
Każdy MPPT wymaga minimalnego napięcia startowego, co może opóźnić działanie we wczesnych godzinach porannych, gdy światło słoneczne jest niewystarczające. Aby zoptymalizować uzysk energii, niższe napięcie startowe MPPT jest kluczowe.
Jeśli jedna z tablic PV osiągnie minimalne napięcie startowe (90V), MPPT zaczyna działać, wyciągając i dostarczając maksymalną dostępną moc zgodnie z natężeniem promieniowania słonecznego danego dnia, niezależnie od pozostałych tablic modułów.
Przyjrzymy się, jak maksymalizują one produkcję energii w tym konkretnym układzie.
We wczesnych godzinach dnia, gdy słońce wschodzi na wschodzie, panele skierowane na wschód korzystają z bezpośredniego i intensywnego światła słonecznego, osiągając swój punkt maksymalnej mocy (MPP). Z kolei panele skierowane na zachód jeszcze nie otrzymują bezpośredniego światła i działają z niższą wydajnością.
W południe zarówno panele wschodnie, jak i zachodnie otrzymują bezpośrednie światło słoneczne, a podwójne falowniki MPPT maksymalizują moc z obu stron. Dostosowują się do zmieniających się warunków w czasie rzeczywistym, zapewniając zrównoważoną i efektywną produkcję energii.
Gdy słońce zachodzi na zachodzie, uwaga skupia się na panelach skierowanych na zachód, aby zmaksymalizować produkcję energii. Jednocześnie panele wschodnie są dostosowywane do efektywnej pracy przy niższym natężeniu światła.
Dynamiczna interakcja orientacji paneli i możliwości podwójnego MPPT zwiększa ogólną wydajność systemu.
Porównanie pojedynczych i wielokrotnych/podwójnych falowników MPPT
Z powodu złożoności systemów fotowoltaicznych, falownik z wieloma MPPT oferuje dodatkowe korzyści w porównaniu do pojedynczego falownika MPPT. Oto bardziej szczegółowe spojrzenie na wielokrotne hybrydowe falowniki MPPT, które warto porównać z pojedynczymi falownikami MPPT:
Elastyczność orientacji
Pojedyncze falowniki MPPT są zoptymalizowane pod kątem jednolitych orientacji, takich jak panele skierowane na południe. Natomiast wielokrotne falowniki MPPT doskonale radzą sobie z różnymi orientacjami i kątami nachylenia paneli, co czyni je idealnymi dla skomplikowanych układów dachowych, takich jak orientacja wschód-zachód.
Różna długość łańcuchów PV
Każdy MPPT może obsługiwać tylko jeden typ modułu, więc wszystkie łańcuchy podłączone do pojedynczego falownika MPPT muszą być tego samego typu, podczas gdy posiadanie wielu MPPT w kontrolerze ładowania solarnego zapewnia większą elastyczność w dostosowywaniu długości łańcuchów w zależności od przestrzeni na dachu.
Start przy niskim napięciu
Gdy całkowita moc instalacji fotowoltaicznej jest równa, jak tylko panele podłączone do jednego z falowników MPPT osiągną minimalne napięcie startowe, falownik niezależnie się uruchamia, rozpoczynając śledzenie i regulację napięcia oraz prądu podłączonej grupy paneli słonecznych.
W przeciwieństwie do tego, pojedynczy falownik MPPT może śledzić tylko ogólny punkt maksymalnej mocy całej tablicy modułów. Może to powodować ograniczenia mocy całej instalacji w określonych warunkach oświetleniowych, ponieważ falownik może uruchomić się tylko wtedy, gdy cała tablica generuje wystarczające napięcie.
Straty spowodowane zacienieniem
Pojedyncze falowniki MPPT mogą mieć problemy w przypadku zacienienia, co wpływa na cały system. Natomiast wielokrotne falowniki MPPT rozwiązują ten problem, optymalizując zacienione łańcuchy niezależnie, zapewniając minimalny wpływ na ogólną wydajność.
Straty wynikające z niedopasowania
Straty niedopasowania odnoszą się do zmniejszenia całkowitej produkcji energii w systemie fotowoltaicznym, gdy panele wykazują różną wydajność lub są pod wpływem różnych czynników, co powoduje suboptymalną pracę.
Pojedyncze falowniki MPPT mogą cierpieć na straty niedopasowania z powodu różnej wydajności paneli. Wielokrotne falowniki MPPT zmniejszają te straty, optymalizując każdy zestaw paneli niezależnie.
Straty degradacyjne
Pojedyncze falowniki MPPT mogą być mniej skuteczne w zarządzaniu degradacją mocy w czasie. Wielokrotne/podwójne falowniki MPPT łagodzą straty degradacyjne, optymalizując niezależnie każdy łańcuch, dostosowując się do zmian wydajności paneli.
Korzyści z podwójnego/wielokrotnego hybrydowego falownika MPPT
Podsumowując, zalety podwójnego/wielokrotnego falownika MPPT w zakresie generowania energii elektrycznej przez system przejawiają się przede wszystkim w następujących aspektach:
Zwiększona produkcja energii
Podwójne/wielokrotne wejścia MPPT pozwalają falownikowi wyciągnąć maksymalną moc z każdego łańcucha lub orientacji, znacznie zwiększając produkcję energii.
Adaptacja do różnych orientacji
Podwójne/wielokrotne hybrydowe falowniki MPPT mogą obsługiwać panele słoneczne skierowane w różne strony (np. orientacja wschód-zachód) lub panele o różnych kątach nachylenia, co czyni je odpowiednimi dla skomplikowanych układów dachowych.
Poprawiona niezawodność systemu
Jeśli jeden łańcuch lub zestaw paneli jest zacieniony lub doświadcza spadku wydajności, falownik może to zrekompensować, optymalizując pozostałe łańcuchy, zapewniając niezawodność całego systemu.
Zaawansowany monitoring i optymalizacja
Wielokrotny projekt MPPT podnosi możliwości monitoringu, oferując dane w czasie rzeczywistym dla każdego zestawu paneli. Te szczegółowe informacje umożliwiają precyzyjne śledzenie, efektywne rozwiązywanie problemów i optymalizację, co skutkuje poprawą ogólnej wydajności systemu.
