Optymalizatory mocy w fotowoltaice - jak działają i czy warto je stosować?

Optymalizatory mocy w fotowoltaice - jak działają i czy warto je stosować?
Autor Adam Witkowski
Adam Witkowski21.09.2023 | 6 min.

Instalacje fotowoltaiczne cieszą się coraz większą popularnością wśród polskich gospodarstw domowych i firm. Jednak aby zapewnić im jak największą wydajność i zwrot z inwestycji, warto zastanowić się nad zastosowaniem nowoczesnych rozwiązań optymalizujących pracę paneli słonecznych. Jednym z nich są optymalizatory mocy, które pozwalają osiągnąć wyższą moc instalacji przy tej samej liczbie zamontowanych modułów PV. W niniejszym artykule przyjrzymy się dokładnie temu, czym są optymalizatory mocy, jak działają, jakie dają korzyści oraz w jakich sytuacjach najbardziej opłaca się je stosować.

Czym są optymalizatory mocy w fotowoltaice?

Optymalizatory mocy to niewielkie urządzenia montowane bezpośrednio przy każdym panelu fotowoltaicznym w celu zmaksymalizowania ilości energii, którą jest on w stanie wyprodukować. Urządzenia te stale monitorują parametry pracy pojedynczego modułu PV i w czasie rzeczywistym dopasowują napięcie oraz natężenie prądu, aby panel pracował z jak największą mocą. Optymalizatory komunikują się ze sobą bezprzewodowo, dzięki czemu cała instalacja działa zsynchronizowanie jak jeden organizm, a nie jako zestaw niezależnych paneli.

Zadaniem optymalizatorów jest więc uzyskanie jak najwyższej mocy z każdego pojedynczego panelu, a przez to z całego systemu PV. Robią to poprzez ciągłe dopasowywanie punktu pracy modułów do aktualnych warunków nasłonecznienia. W efekcie każdy panel pracuje optymalnie bez względu na czynniki zewnętrzne. Dzięki temu straty mocy są minimalizowane.

Jak działają optymalizatory mocy?

Zasada działania modułów MPPT

Sercem każdego optymalizatora mocy jest kontroler MPPT, czyli układ śledzący punkt mocy maksymalnej panelu (ang. Maximum Power Point Tracking). Algorytm MPPT na bieżąco analizuje krzywą mocy modułu PV i dobiera optymalne nastawy, aby wydobyć jak najwięcej energii. Zazwyczaj kontroler MPPT działa poprzez lekką modulację napięcia i obserwację zmian mocy. System „podąża” więc za punktem mocy maksymalnej.

Poprawa wydajności paneli

Stosując indywidualne moduły MPPT dla każdego panelu, optymalizatory eliminują problem niedopasowania charakterystyk poszczególnych modułów, np. z powodu różnic produkcyjnych, zużycia czy zacienienia. Dzięki temu wszystkie panele pracują z mocą maksymalną, a wydajność całego systemu rośnie nawet o 25%.

Optymalizacja napięcia i natężenia

Kontroler MPPT w optymalizatorze na bieżąco reguluje napięcie i natężenie prądu dostarczane z panelu PV. Pozwala to pokonywać niekorzystny wpływ czynników zewnętrznych, takich jak zacienienie, wysoka temperatura czy zabrudzenie modułów. Dzięki temu straty mocy wywołane tymi czynnikami maleją nawet o 80%.

Korzyści ze stosowania optymalizatorów

Wyższa moc instalacji PV

Podstawową zaletą optymalizatorów mocy jest możliwość uzyskania wyższej mocy z instalacji PV przy tej samej liczbie paneli. Produkcja energii może wzrosnąć nawet o 25% w stosunku do systemu bez optymalizatorów. Oznacza to szybszy zwrot z inwestycji w fotowoltaikę.

Ograniczenie strat mocy

Indywidualna optymalizacja każdego modułu PV pozwala zniwelować negatywny wpływ cieni, pyłków czy wysokiej temperatury. Straty mocy wywołane tymi czynnikami maleją dzięki optymalizatorom nawet o 80%. Zwiększa to radykalnie ilość wyprodukowanej energii.

Monitoring pracy paneli

Optymalizatory umożliwiają stały monitoring parametrów pracy każdego panelu PV z osobna. Daje to większą kontrolę nad systemem i ułatwia wykrywanie potencjalnych problemów jeszcze zanim doprowadzą do poważniejszych awarii. Można też zdalnie aktualizować oprogramowanie optymalizatorów.

Wady i ograniczenia optymalizatorów

Optymalizatory mocy w fotowoltaice - jak działają i czy warto je stosować?

Wyższy koszt inwestycji

Największą wadą optymalizatorów mocy jest ich wysoka cena, która znacząco podnosi koszt całej instalacji fotowoltaicznej. Cena pojedynczego optymalizatora to ok. 150-250 zł, więc przy dużej elektrowni słonecznej kwota może być znaczna. Trzeba to zrównoważyć z większą produkcją energii.

Skomplikowana instalacja

Montaż optymalizatorów wymaga większego nakładu pracy, precyzji i wiedzy od instalatorów, co również podnosi koszty. Trzeba też uważać, aby nie zasłonić optymalizatorów i zapewnić im odpowiednią wentylację. Utrudnia to nieco projektowanie systemu.

Awarie pojedynczych urządzeń

Choć optymalizatory zwiększają niezawodność systemu jako całości, to jednak są wrażliwszym elementem, który sam może ulec awarii. Serwisowanie lub wymiana uszkodzonych sztuk również wiąże się z dodatkowymi kosztami.

Kiedy warto stosować optymalizatory mocy?

Instalacje o nierównym nasłonecznieniu

Największe korzyści optymalizatory dają w instalacjach, które częściowo zacienione z powodu pobliskich przeszkód lub nierównego dachu. Pozwalają one zniwelować straty mocy z zacienionych fragmentów.

Systemy o mocy powyżej 10 kWp

Im większa instalacja PV, tym bardziej opłacalne stają się optymalizatory, gdyż bezwzględna różnica w produkcji energii jest tu większa. Próg opłacalności to zwykle systemy od 10 kWp w górę.

Dachy kryte papą i gontami

Specyficznym przypadkiem są dachy pokryte papą i gontem bitumicznym, które nagrzewają się i zacieniają panele od spodu. Tu optymalizatory pozwalają odzyskać nawet 40% mocy.

Podsumowanie

Optymalizatory poprawiają wydajność

Podsumowując, optymalizatory mocy to nowoczesne urządzenia, które pozwalają znacząco zwiększyć produkcję energii z instalacji fotowoltaicznej. Rozwiązują problem nierównego nasłonecznienia i innych strat mocy.

Warto stosować w określonych sytuacjach

Najbardziej opłaca się je montować w konkretnych sytuacjach, np. przy częściowym zacienieniu, dużych systemach czy dachach krytych papą. Trzeba jednak zważyć wyższe koszty.

Decyzja zależy od konkretnej instalacji

Ostateczna decyzja o zastosowaniu optymalizatorów powinna być poprzedzona szczegółową analizą opłacalności dla konkretnych warunków i parametrów instalacji. Pozwoli to uzyskać najlepszy efekt.

Podsumowanie

Optymalizatory mocy to nowoczesne urządzenia, które mogą znacząco zwiększyć wydajność instalacji fotowoltaicznych. Ich zastosowanie jest szczególnie zasadne w przypadku problemów ze znacznym zacienieniem paneli, dużych systemów powyżej 10 kWp lub dachów krytych papą czy gontem. Należy jednak pamiętać, że optymalizatory podnoszą koszt inwestycji, więc o ich opłacalności trzeba decydować indywidualnie dla każdej instalacji. Mimo wad, urządzenia te mają duży potencjał poprawy produkcji energii z fotowoltaiki.

Najczęściej zadawane pytania

Optymalizatory wykorzystują algorytmy MPPT do ciągłego dopasowywania parametrów pracy każdego panelu PV, aby osiągnąć najwyższą możliwą moc. komunikują się ze sobą bezprzewodowo.

Cena pojedynczego optymalizatora to 150-250 zł. Przy dużej instalacji koszt może być znaczny, ale należy go zestawić z większą produkcją energii.

Według producentów możliwy wzrost mocy to nawet 25%. W przypadku zacienienia odzysk mocy sięga 40%.

Do wad można zaliczyć: wyższy koszt inwestycji, trudniejszy montaż i konieczność serwisowania dodatkowych elementów.

Przede wszystkim w systemach z częściowym zacienieniem, dużych instalacjach powyżej 10 kWp oraz na dachach krytych papą lub gontem.

5 Podobnych Artykułów:

  1. Jakie firmy montują najlepsze instalacje fotowoltaiczne? Ranking 2023
  2. Dotacje na domowe elektrownie wiatrowe - planowane wsparcie finansowe
  3. Jakie dokumenty trzeba złożyć do ZE, aby podłączyć fotowoltaikę?
  4. Jak przyłączyć instalację fotowoltaiczną do sieci?
  5. Jak przebiega odbiór techniczny instalacji fotowoltaicznej?
tagTagi
shareUdostępnij
Autor Adam Witkowski
Adam Witkowski

Jako pasjonat fotowoltaiki, przemierzam promieniste szlaki słoneczne w poszukiwaniu wiedzy i innowacyjnych rozwiązań. Na blogu odkryjecie nie tylko techniczne aspekty paneli fotowoltaicznych, ale także inspiracje, jak integrować zrównoważoną energię słoneczną z codziennym życiem.

Oceń artykuł
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
Ocena: 0.00 Liczba głosów: 0

Komentarze (0)

email
email

Polecane artykuły