Микроинверторы — новый прорыв в солнечной энергетике
Микроинвертор — это устройство, используемое с солнечными батареями для преобразования генерируемой энергии (постоянного тока) в полезное электричество для дома (переменного тока). С момента выхода на рынок солнечной энергии менее десяти лет назад, микроинверторы, которые преобразуют постоянный ток от отдельных фотоэлектрических модулей в полезную мощность переменного тока для дома и бизнеса, с энтузиазмом восприняты 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 факторов роста рынка солнечной энергии. Следовательно, несколько компаний разрабатывают солнечные микроинверторы. Микроинверторы предоставляют ряд преимуществ; они служат дольше, так как не подвергаются тепловым нагрузкам и высокой мощности. Более того, в случае микроинверторов отсутствует единая точка отказа, что означает, что вся система остается незатронутой, даже если один из панелей имеет неисправность. Несколько компаний начали создавать интеллектуальные микроинверторы, которые представляют собой полностью сетевые, программно-определяемые инверторы, разработанные с использованием расширенной функции сети.
Микроинверторы пользуются большим спросом за пределами Соединенных Штатов, 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 миллионов долларов США в 2018 году и, по прогнозам, достигнет 5 604,6 миллионов 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 отказа инвертора альтернативной передачи энергии не происходит. 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 бытового применения. Поэтому желательно разрабатывать системы с инверторами внутри фотоэлектрических модулей, которые обеспечивают стабильную работу и отслеживание точки максимальной мощности (MPPT) для каждого модуля.
Преимущества и недостатки микроинвертора по сравнению со строчным или центральным инверторами
Преимущества микроинверторов
- Устойчивость к затенению, поскольку каждая солнечная панель работает независимо от других панелей; производительность солнечной панели не влияет на ее соседние солнечные панели. Поэтому затененная солнечная панель не обязательно снизит производительность других солнечных панелей, поскольку они работают независимо. Это не относится к строчным инверторам.
- Не требуется воздушное охлаждение. Микроинверторы — это очень маленькие инверторы, которые могут поместиться на задней панели солнечной панели. Благодаря своему размеру нет необходимости в отдельном охлаждении, как в случае с центральными инверторами. Следовательно, меньше потерь в виде тепла.
- Экономичность. Микроинверторы по отдельности 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 они должны 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 существуют технические проблемы 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, поскольку нет встроенной системы отображения, как в строчных инверторах.
Заключение
Микроинверторы стали обычным явлением там, где размеры массивов невелики и где необходимо 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 низкую эффективность 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.