Mikroinwertery: Nowy przełom w energetyce słonecznej
Mikroinwerter to urządzenie używane w instalacjach fotowoltaicznych do konwersji generowanej energii (prąd stały) na użyteczną energię elektryczną dla domu (prąd zmienny). Od wejścia na rynek fotowoltaiczny niecałą dekadę temu,mikroinwertery które konwertują prąd stały z poszczególnych modułów PV na użyteczną moc przemienną dla domu i firmy, jest entuzjastycznie przyjmowane przez projektantów i instalatorów systemów. Pojawiają się one w coraz większych, bardziej zaawansowanych instalacjach fotowoltaicznych każdego dnia, co jest trendem, który w najbliższym czasie się nie zmieni. Rosnące zapotrzebowanie na czystą energię jest jednym z głównych motorów wzrostu rynku fotowoltaicznego. Stąd kilka firm rozwija mikroinwertery solarne. Mikroinwertery zapewniają kilka korzyści; działają dłużej, ponieważ nie są narażone na obciążenia cieplne i wysokie moce. Ponadto, w przypadku mikroinwerterów nie ma pojedynczego punktu awarii, co oznacza, że cały system pozostaje nienaruszony, nawet jeśli jeden panel ma usterkę. Kilka firm rozpoczęło budowę inteligentnych mikroinwerterów, które są w pełni sieciowymi, definiowanymi programowo inwerterami, opracowanymi z zaawansowaną funkcją sieciową.
Mikroinwerter jest bardzo poszukiwany poza Stanami Zjednoczonymi, ponieważ nowe rynki spieszą, aby wykorzystać zalety 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 dwóch największych producentów inwerterów PV, SMA i Power-One.Zgodnie z raportem opublikowanym przez UnivDatos Market Insights, globalny rynek mikroinwerterów solarnych został wyceniony na 977,5 milionów USD w 2018 roku i przewiduje się, że osiągnie 5 604,6 milionów USD do 2025 roku, wykazując eksplozję CAGR na poziomie 28,4% w okresie prognozy 2019-2025.
Idea 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 łańcuchowego. Nawet z inwerterami łańcuchowymi, system PV nie był odpowiedni jako urządzenie typu plug and play do zastosowań domowych. Dlatego pożądane jest projektowanie systemów, które mają inwertery wewnątrz modułów PV, co zapewnia stabilną pracę i śledzenie punktu mocy maksymalnej (MPPT) dla każdego modułu.
Zalety i wady mikroinwertera w porównaniu z inwerterami łańcuchowymi lub centralnymi
Zalety mikroinwerterów
- Tolerancja na zacienienieponieważ każdy panel słoneczny wytwarza niezależnie od innych paneli; wydajność panelu słonecznego nie wpływa na sąsiedni panel słoneczny. Dlatego zacieniony panel słoneczny niekoniecznie obniży wydajność innych paneli słonecznych, ponieważ działają one niezależnie. To nie dotyczy inwerterów łańcuchowych
- Brak wymaganego chłodzenia powietrzemmikroinwertery to bardzo małe inwertery i mogą zmieścić się z tyłu panelu słonecznego. Ze względu na swój rozmiar, nie trzeba mieć osobnego chłodzenia jak w przypadku inwerterów centralnych. Dlatego straty w postaci ciepła są mniejsze
- Ekonomicznośćmikroinwertery pojedynczo są tańsze niż konwencjonalny inwerter. Kiedy konwencjonalny inwerter ulegnie awarii, jego wymiana jest kosztowna, ale w przypadku mikroinwerterów są one znacznie mniej narażone na awarie ze względu na mniejszą ilość energii elektrycznej, którą muszą przetwarzać w porównaniu do konwencjonalnego inwertera
- Łatwość instalacji instalacja paneli słonecznych z mikroinwerterami jest znacznie łatwiejsza i szybsza, co prowadzi do niższych kosztów instalacji w porównaniu z tradycyjnymi inwerterami
- Elastycznośćjedną z głównych zalet mikroinwerterów jest ich elastyczność i skalowalność. Można zacząć od minimalnego zestawu modułów solarnych i dodawać moduły w miarę potrzeb i budżetu, bez konieczności wymiany dużego scentralizowanego inwertera
Wady mikroinwerterów
- Wyższy koszt początkowyjedną z głównych wad mikroinwertera jest wyższy koszt początkowy. Jednak jego koszt można uzasadnić w przypadkach, gdy występują wyzwania techniczne przy instalacji instalacji fotowoltaicznej (szereg 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 niezależnie zlokalizowany pod panelem słonecznym, wymagana jest magistrala komunikacyjna i wspólny system monitoringu, ponieważ istnieje wbudowany system wyświetlania, jak w inwerterach łańcuchowych
Wnioski
Mikroinwertery stały się powszechne tam, gdzie rozmiary instalacji są małe, a maksymalizacja wydajności z każdego panelu jest priorytetem. Mikroinwertery odniosły największy sukces na rynku mieszkaniowym, gdzie ograniczona przestrzeń na panele ogranicza rozmiar instalacji, a zacienienie od pobliskich drzew lub innych obiektów jest często problemem. Systemy solarne mają niską sprawność i są używane we współpracy z systemem opartym na elektronice mocy w celu wydajnego pozyskiwania energii. Technologia mikroinwerterów to nadchodząca dziedzina, która zapewnia dobre pole do nowych badań.