Optymalizator mocy – czym jest i jak działa?

Czym jest optymalizator mocy

Zacienienie to jeden z najczęstszych czynników obniżających wydajność instalacji fotowoltaicznej. W wielu przypadkach dzieje się tak, że zacienienie jednego panela rzutuje na efektywność całej instalacji. Z zacienieniem mamy do czynienia w wielu miejscach i często wydaje się ono nieuniknione. Z pomocą przychodzą optymalizatory mocy.

Chodzi o to, żeby panele fotowoltaiczne miały identyczny dostęp do promieni słonecznych. To ważne nie tylko z uwagi na wysokie uzyski. Takie czynniki jak zacienienia, zabrudzenia, starzenie się pojedynczych ogniw czy uszkodzenie pojedynczych elementów w modułach PV nie pozostają bez konsekwencji nie tylko dla wydajności, lecz także sprawności działania naszej fotowoltaiki.

Zadaniem optymalizatora mocy jest motywowanie paneli PV do równomiernej pracy. Przekłada się to na lepsze uzyski. Zapewnia także ochronę modułów oraz zwiększa żywotność całej instalacji PV. Optymalizator mocy w swej budowie przypomina małą skrzynkę. Łączy panele z falownikiem. Optymalizatory PV montuje się przy samych modułach bądź w specjalnych puszkach połączeniowych ogniw fotowoltaicznych.

Jak działa optymalizator PV i kiedy go stosujemy

Schemat działania optymalizatora mocy nie jest nazbyt skomplikowany. Jego naczelną rolą jest monitoring pracy poszczególnych paneli fotowoltaicznych. Ponadto dzięki optymalizatorom panele zyskują pełną autonomię. Każdy moduł wypracowuje możliwie najlepsze uzyski niezależnie od wyników swoich sąsiadów.

Jak działa optymalizator mocy? Jego główne zadanie to poszukiwanie punktu mocy maksymalnej w danym module fotowoltaicznym. Optymalizator dąży do obciążenia modułu w sposób równomierny. Ta optymalizacja służy wygenerowaniu możliwie największej mocy w danym module bez oglądania się na inne.

Jak pracują panele fotowoltaiczne bez optymalizatora? Działają one w sposób szeregowy. Oznacza to, że panele pod względem wydajności wzajemnie na siebie wpływają. Oznacza to, że jeśli jeden z nich pozostaje w cieniu, wówczas obniżają się jego uzyski, a cała instalacja dostosowuje swą wydajność do najsłabszego ogniwa. Straty energii mogą więc okazać się znaczące, zwłaszcza gdy moduł pozostaje przez dłuższy czas w cieniu bądź też uległ uszkodzeniu.

O zaletach korzystania z optymalizatorów do paneli PV

Jedną z najistotniejszych zalet optymalizatorów mocy jest zwiększanie wydajności paneli fotowoltaicznych. Równomierne obciążenie zapobiega niektórym rodzajom awarii modułów. Ogniwa narażone na długotrwałe zacienienia zużywają się wolniej. W gruncie rzeczy zwiększa się opłacalność całej inwestycji.

Zwiększenie uzysków oraz redukcja strat w procesie wytwarzania energii elektrycznej to nie jedyna korzyść płynąca z montażu optymalizatorów mocy. Te małe urządzenia stale monitorują pracę paneli fotowoltaicznych. Dzięki nim otrzymujemy na bieżąco informacje o wydajności poszczególnych modułów. Optymalizatory sygnalizują również wystąpienie awarii, dzięki czemu możemy szybko reagować na zaistniałe problemy z instalacją. Co więcej dzięki optymalizatorom mocy, w razie awarii, istnieje możliwość wyłączenia pojedynczych modułów, a nie całą instalację fotowoltaiczną.

Czy warto stosować optymalizatory mocy

Optymalizatory mocy sprawdzą się wszędzie tam, gdzie występujące zacienienie wyraźnie obniża wydajność pracy całej instalacji fotowoltaicznej. Należy jednak pamiętać, że jeśli mamy do czynienia z permanentnym zacienieniem, najlepszym wyjściem okaże się przeniesienie paneli w inne miejsce, na ile to oczywiście możliwe. Jeszcze lepszym sposobem jest takie zaprojektowanie domu, by panele posiadały niezakłócony dostęp do słońca.

Istnieją jednak sytuacje, w których optymalizator mocy odegra istotną rolę. Jeśli posiadamy fotowoltaikę na skomplikowanym konstrukcyjnie dachu albo nasz dach znajduje się w cieniu innych obiektów, wówczas warto skorzystać ze wsparcia optymalizatora. To także dobre rozwiązanie dla tych, którzy chcą stale monitorować ilość energii produkowaną przez poszczególne moduły, jak również przeciwdziałać usterkom wynikającym z nierównomiernego obciążenia poszczególnych elementów instalacji. 

Optymalizatory fotowoltaiczne – kilka słów o kosztach

Koszt jednego optymalizatora zależy w dużej mierze od producenta oraz wdrożonych funkcjonalności. Cena pojedynczego urządzenia to kilkaset złotych.  Całkowity koszt instalacji optymalizatorów PV będzie się różnił w zależności od wielkości instalacji fotowoltaicznej.

Optymalizator a mikroinwerter

Optymalizatory mocy i mikroinwertery to dwa różne podejścia do optymalizacji wydajności instalacji fotowoltaicznej poprzez kontrolowanie pracy poszczególnych modułów słonecznych.

Optymalizatory mocy są urządzeniami zamontowanymi w pobliżu każdego modułu fotowoltaicznego. Ich głównym celem jest minimalizacja wpływu zacienienia lub niestabilnych warunków na wydajność całej instalacji. W praktyce optymalizatory pozwalają na zachowanie pełnej mocy produkcyjnej nawet wtedy, gdy tylko jeden moduł jest narażony na zacienienie, zabrudzenie lub inne problemy.

Mikroinwertery również są urządzeniami montowanymi blisko każdego modułu fotowoltaicznego, ale w przeciwieństwie do optymalizatorów, mikroinwertery wykonują przekształcenie prądu stałego (DC) generowanego przez ogniwa w prąd przemienny (AC) bezpośrednio na poziomie modułu. To oznacza, że każdy z nich ma swoje własne źródło prądu przemiennego. Dzięki temu mikroinwertery pozwalają na niezależną pracę paneli, co oznacza, że zacienienie jednego panelu nie wpłynie na wydajność pozostałych paneli.

Ostatecznie wybór między optymalizatorami mocy a mikroinwerterami zależy od indywidualnych potrzeb, preferencji i warunków instalacji.