Mikroinwertery - nowa rewolucja w energetyce słonecznej
Mikroinwerter to urządzenie używane z panelami słonecznymi do przekształcania wytwarzanej energii (prądu stałego) w energię elektryczną użytkową dla domu (prąd zmienny). Od momentu wejścia na rynek energii słonecznej niecałą dekadę temu, mikroinwertery , które przekształcają prąd stały z pojedynczych modułów fotowoltaicznych w użyteczną energię prądu zmiennego dla domu i firmy, są entuzjastycznie przyjmowane przez projektantów i instalatorów systemów. Pojawiają się one każdego dnia w większych, bardziej zaawansowanych instalacjach słonecznych, a trend ten w najbliższym czasie nie ulegnie zmianie. Rosnący popyt na czystą energię jest jednym z głównych czynników wzrostu rynku energii słonecznej. Dlatego też kilka firm opracowuje słoneczne mikroinwertery. Mikroinwertery oferują 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 usieciowionymi, definiowanymi programowo falownikami, opracowanymi z wykorzystaniem zaawansowanej funkcji sieci.
Mikroinwertery cieszą się dużym popytem 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 wprowadziło swoje produkty, w tym dwóch największych producentów 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 roku i oczekuje się, że do 2025 roku osiągnie 5 604,6 mln USD, wykazując gwałtowny CAGR na poziomie 28,4% w okresie prognozy 2019-2025.
Idea mikroinwerterów
Tradycyjne systemy słoneczne składały się tylko z jednego falownika. Dlatego w przypadku awarii falownika nie ma alternatywnego transferu energii. Aby rozwiązać ten problem, zaproponowano i wdrożono ideę falownika łańcuchowego. Nawet z falownikami łańcuchowymi system fotowoltaiczny nie nadawał się jako urządzenie typu plug and play do zastosowań domowych. Dlatego pożądane jest projektowanie systemów, które mają falowniki wewnątrz modułów fotowoltaicznych, co zapewnia stabilną pracę i śledzenie punktu maksymalnej mocy (MPPT) dla każdego modułu.
Zalety i wady mikroinwertera w porównaniu z falownikiem łańcuchowym lub centralnym
Zalety mikroinwerterów
- Odporność na zacienienie ponieważ każdy panel słoneczny wytwarza energię niezależnie od innych paneli, wydajność panelu słonecznego nie wpływa na wydajność sąsiedniego panelu słonecznego. Dlatego zacieniony panel słoneczny niekoniecznie obniży wydajność innych paneli słonecznych, ponieważ działają one niezależnie. Nie dotyczy to falowników łańcuchowych
- Nie jest wymagane chłodzenie powietrzem mikroinwertery są bardzo małymi falownikami i mogą zmieścić się z tyłu panelu słonecznego. Ze względu na swój rozmiar nie wymagają oddzielnego chłodzenia, jak falowniki centralne. Dlatego straty w postaci ciepła są mniejsze
- Opłacalność mikroinwertery pojedynczo są mniej kosztowne niż konwencjonalny falownik. Gdy konwencjonalny falownik ulegnie awarii, jego wymiana jest kosztowna, ale w przypadku mikroinwerterów jest o wiele mniej prawdopodobne, że ulegną awarii ze względu na mniejszą ilość energii elektrycznej, którą muszą przetwarzać w porównaniu z konwencjonalnym falownikiem
- Łatwość instalacji instalacja paneli słonecznych z mikroinwerterami jest znacznie łatwiejsza i szybsza, co prowadzi do niższych kosztów instalacji w porównaniu z tradycyjnymi falownikami
- 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 falownika
Wady mikroinwertera
- Wyższy koszt początkowy jedną z głównych wad mikroinwertera jest jego wyższy koszt początkowy. Jednak jego koszt można uzasadnić w przypadkach, gdy występują problemy techniczne z instalacją paneli słonecznych (serii paneli słonecznych) lub problemy z zacienieniem, które mogą spowodować niedostateczną wydajność całego systemu
- Wymagane jest dodatkowe urządzenie monitorujące: Ponieważ każdy falownik jest umieszczony niezależnie pod panelem słonecznym, wymagana jest magistrala komunikacyjna i wspólny system monitorowania, ponieważ nie ma wbudowanego systemu wyświetlania, jak w falownikach łańcuchowych
Wniosek
Mikroinwertery stały się powszechne tam, gdzie rozmiary paneli są niewielkie, a maksymalizacja wydajności każdego panelu jest kwestią priorytetową. Mikroinwertery odniosły największy sukces na rynku mieszkaniowym, gdzie ograniczona przestrzeń dla paneli ogranicza rozmiar paneli, a zacienienie przez pobliskie drzewa lub inne obiekty jest często problemem. Systemy słoneczne mają niską wydajność i są używane w połączeniu z systemem opartym na energoelektronice w celu efektywnego pozyskiwania energii. Technologia mikroinwerterów to rozwijająca się dziedzina, która zapewnia dobre pole do nowych badań.