Mikroinwertery – Nowa Era w Energetyce Słonecznej
Mikroinwerter to urządzenie stosowane z panelami słonecznymi do przekształcania generowanej energii (prądu stałego) w energię elektryczną użyteczną dla domu (prąd zmienny). Od czasu wejścia na rynek energii słonecznej niecałą dekadę temu, mikroinwertery , które przekształcają prąd stały z pojedynczych modułów fotowoltaicznych w użyteczny prąd zmienny dla domu i firmy, są entuzjastycznie przyjmowane przez projektantów i instalatorów systemów. Pojawiają się one w coraz większych i bardziej zaawansowanych instalacjach solarnych każdego dnia, a trend ten nie zmieni się w najbliższym czasie. Rosnący popyt na czystą energię jest jednym z głównych czynników wzrostu rynku energii słonecznej. W związku z tym kilka firm opracowuje słoneczne mikroinwertery. Mikroinwertery zapewniają szereg korzyści; działają dłużej, ponieważ nie są narażone na obciążenia cieplne i wysoką moc. Ponadto, w przypadku mikroinwerterów, nie ma pojedynczego punktu awarii, co oznacza, że cały system pozostaje nienaruszony, nawet jeśli jeden panel jest uszkodzony. Kilka firm zaczęło budować inteligentne mikroinwertery, które są w pełni połączone w sieć, definiowane programowo inwertery, opracowane z zaawansowaną funkcją sieci.
Mikroinwertery są bardzo poszukiwane poza Stanami Zjednoczonymi, ponieważ nowe rynki spieszą się, aby skorzystać z tych urządzeń. Naukowcy z Indii projektują i integrują systemy oparte na mikroinwerterach w Indiach. Kilka nowych firm weszło na rynek i wypuściło swoje produkty, w tym dwaj najwięksi producenci falowników fotowoltaicznych, SMA i Power-One. Zgodnie z raportem opublikowanym przez UnivDatos Market Insights, globalny rynek mikroinwerterów słonecznych był wyceniany na 977,5 mln USD w 2018 r. i przewiduje się, że do 2025 r. osiągnie 5 604,6 mln USD, wykazując gwałtowny CAGR na poziomie 28,4% w okresie prognozy 2019-2025.
Koncepcja stojąca za mikroinwerterami
Tradycyjne systemy solarne składały się tylko z jednego inwertera. Stąd, w przypadku awarii inwertera, nie ma alternatywnego transferu energii. Aby rozwiązać ten problem, zaproponowano i wdrożono ideę inwertera szeregowego. Nawet z inwerterami szeregowymi, system fotowoltaiczny nie był odpowiedni jako urządzenie typu plug and play do zastosowań domowych. Dlatego pożądane jest projektowanie systemów, które mają inwertery wewnątrz modułów fotowoltaicznych, co zapewnia stabilną pracę i śledzenie punktu mocy maksymalnej (MPPT) dla każdego modułu.
Zalety i wady mikroinwertera w porównaniu z inwerterami szeregowymi lub centralnymi
Zalety mikroinwerterów
- Tolerancja na zacienienie - ponieważ każdy panel słoneczny wytwarza energię niezależnie od innych paneli, wydajność panelu słonecznego nie wpływa na jego sąsiedni panel słoneczny. Dlatego zacieniony panel słoneczny niekoniecznie obniży wydajność innych paneli słonecznych, ponieważ działają one niezależnie. Nie dotyczy to inwerterów szeregowych
- Nie jest wymagane chłodzenie powietrzem - mikroinwertery są bardzo małymi inwerterami i mogą zmieścić się z tyłu panelu słonecznego. Ze względu na swoje rozmiary, nie trzeba mieć oddzielnego chłodzenia jak w przypadku inwerterów centralnych. Dlatego straty w postaci ciepła są mniejsze
- Opłacalność - mikroinwertery indywidualnie są mniej kosztowne niż konwencjonalny inwerter. Kiedy konwencjonalny inwerter zawodzi, jego wymiana jest kosztowna, ale w przypadku mikroinwerterów jest znacznie mniej prawdopodobne, że ulegną awarii ze względu na mniejszą ilość energii elektrycznej, którą muszą przetwarzać w porównaniu z konwencjonalnym inwerterem
- Łatwość instalacji - instalacja paneli słonecznych z mikroinwerterami jest znacznie łatwiejsza i szybsza, co prowadzi do niższych kosztów instalacji w porównaniu z tradycyjnymi inwerterami
- Elastyczność - jedną z głównych zalet mikroinwerterów jest ich elastyczność i skalowalność. Można zacząć od minimalnego zestawu modułów słonecznych i dodawać moduły w miarę wzrostu potrzeb i budżetów bez konieczności wymiany dużego scentralizowanego inwertera
Wady mikroinwertera
- Wyższy koszt początkowy - jedną z głównych wad mikroinwertera jest jego wyższy koszt początkowy. Jednak jego koszt można uzasadnić w przypadkach, gdy istnieją wyzwania techniczne związane z instalacją panelu słonecznego (szeregu paneli słonecznych) lub problemy z zacienieniem, które mogą spowodować, że cały system będzie działał poniżej oczekiwań
- Wymagane jest dodatkowe urządzenie monitorujące: Ponieważ każdy inwerter jest umieszczony niezależnie pod panelem słonecznym, wymagana jest magistrala komunikacyjna i wspólny system monitorowania, ponieważ nie ma wbudowanego systemu wyświetlania, jak w inwerterach szeregowych
Podsumowanie
Mikroinwertery stały się powszechne tam, gdzie rozmiary paneli są małe, a maksymalizacja wydajności z każdego panelu jest ważna. Mikroinwertery odniosły największy sukces na rynku mieszkaniowym, gdzie ograniczona przestrzeń na panele ogranicza rozmiar paneli, a zacienienie przez pobliskie drzewa lub inne obiekty jest często problemem. Systemy solarne mają niską wydajność i są używane w połączeniu z systemem opartym na energoelektronice w celu efektywnego pozyskiwania energii. Technologia mikroinwerterów jest nową dziedziną i zapewnia dobre pole do nowych badań.