Микроинверторы – новый прорыв в солнечной энергетике
Микроинвертор – это устройство, используемое с солнечными батареями для преобразования генерируемой энергии (постоянного тока) в пригодную для использования в доме электроэнергию (переменный ток). С момента выхода на рынок солнечной энергии менее десяти лет назад, микроинверторы , которые преобразуют постоянный ток от отдельных фотоэлектрических модулей в пригодный для использования переменный ток для дома и бизнеса, с энтузиазмом принимаются проектировщиками и установщиками систем. Они появляются во все более крупных и сложных солнечных установках с каждым днем, и эта тенденция не изменится в ближайшее время. Растущий спрос на чистую энергию является одним из основных драйверов роста рынка солнечной энергии. Следовательно, несколько компаний разрабатывают солнечные микроинверторы. Микроинверторы предоставляют несколько преимуществ; они служат дольше, поскольку не подвергаются воздействию тепловых нагрузок и высокой мощности. Более того, в случае микроинверторов нет единой точки отказа, что означает, что вся система остается незатронутой, даже если в одной панели есть неисправность. Несколько компаний начали создавать интеллектуальные микроинверторы, которые представляют собой полностью сетевые инверторы с программным управлением, разработанные с расширенными функциями сети.
Микроинверторы пользуются высоким спросом за пределами США, поскольку новые рынки спешат воспользоваться преимуществами этих устройств. Ученые Индии разрабатывают и интегрируют системы на основе микроинверторов в Индии. Несколько новых компаний вышли на рынок и выпустили свою продукцию, в том числе два крупнейших производителя фотоэлектрических инверторов, SMA и Power-One. Согласно отчету, опубликованному UnivDatos Market Insights, мировой рынок солнечных микроинверторов был оценен в 977,5 млн долларов США в 2018 году и, как ожидается, достигнет 5 604,6 млн долларов США к 2025 году, демонстрируя взрывной среднегодовой темп роста в 28,4% в течение прогнозируемого периода 2019-2025 годов.
Идея, лежащая в основе микроинверторов
Традиционные солнечные системы состояли только из одного инвертора. Следовательно, в случае выхода инвертора из строя альтернативного способа передачи энергии не существует. Для решения этой проблемы была предложена и реализована идея струнного инвертора. Даже со струнными инверторами фотоэлектрическая система не подходила в качестве устройства plug and play для бытовых применений. Поэтому желательно разрабатывать системы, в которых инверторы находятся внутри фотоэлектрических модулей, что обеспечивает стабильную работу и отслеживание точки максимальной мощности (MPPT) для каждого модуля.
Преимущества и недостатки микроинвертора по сравнению со струнными или центральными инверторами
Преимущества микроинверторов
- Устойчивость к затенению, поскольку каждая солнечная панель производит энергию независимо от других панелей; производительность солнечной панели не влияет на соседние солнечные панели. Следовательно, затененная солнечная панель не обязательно снизит производительность других солнечных панелей, поскольку они работают независимо. Это не относится к струнным инверторам
- Не требуется воздушное охлаждение, микроинверторы – это очень маленькие инверторы, которые могут поместиться на задней панели солнечной панели. Из-за своего размера не требуется отдельное охлаждение, как в центральных инверторах. Следовательно, меньше потерь в виде тепла
- Экономичность, микроинверторы по отдельности стоят дешевле, чем обычный инвертор. Когда обычный инвертор выходит из строя, его замена обходится дорого, но в случае микроинверторов они гораздо реже выходят из строя из-за меньшего количества электроэнергии, которую им приходится обрабатывать по сравнению с обычным инвертором
- Простота установки, установка солнечных панелей с микроинверторами намного проще и быстрее, что приводит к снижению затрат на установку по сравнению с традиционными инверторами
- Гибкость, одним из главных преимуществ микроинверторов является их гибкость и масштабируемость. Можно начать с минимального набора солнечных модулей и добавлять модули по мере роста потребностей и бюджета, не требуя замены большого централизованного инвертора
Недостатки микроинвертора
- Более высокая начальная стоимость, одним из главных недостатков микроинвертора является его более высокая начальная стоимость. Однако его стоимость может быть оправдана в тех случаях, когда возникают технические трудности при установке солнечной батареи (серии солнечных панелей) или проблемы с затенением, которые могут привести к снижению производительности всей системы
- Требуется дополнительное устройство мониторинга: поскольку каждый инвертор расположен независимо под солнечной панелью, требуется коммуникационная шина и общая система мониторинга, так как нет встроенной системы отображения, как в струнных инверторах
Заключение
Микроинверторы стали обычным явлением там, где размеры массивов невелики и важно максимально повысить производительность каждой панели. Микроинверторы наиболее успешно используются на жилом рынке, где ограниченное пространство для панелей ограничивает размер массива, а затенение от близлежащих деревьев или других объектов часто является проблемой. Солнечные системы имеют низкий КПД и используются в сочетании с системой на основе силовой электроники для эффективного сбора энергии. Технология микроинверторов – это перспективная область, которая предоставляет хорошие возможности для новых исследований.