Recenze: Výkonové optimizéry SolarEdge vs. Tigo

27 Sep Recenze: Výkonové optimizéry SolarEdge vs. Tigo

Instalace solárních systémů se v poslední době stala žhavým tématem v široké společnosti, ale prvotní náklady zůstávají relativně vysoké. Výroba každé kWh je důležité pro co nejrychlejší návratnost investice. Vzhledem k tomu, že střídače připojené do sítě mají účinnost okolo 98 % a solární panely okolo 20 %, je zřejmé, že k většině energetických ztrát ve fotovoltaickém systému dojde na panelech. I když množství energie vyrobené solárními panely ovlivňuje mnoho faktorů, optimalizace systému je jedním z nejlepších opatření pro omezení energetických ztrát a dosažení maximálního výkonu fotovoltaického systému.

V tomto článku vysvětlíme, proč je optimalizace výkonu nezbytná. Také se zblízka podíváme na dva optimalizační systémy působící na úrovni panelu – SolarEdge a Tigo – a porovnáme jejich funkce a výhody.

Kde u solárních panelů dochází ke ztrátě výkonu?

K nesouladu výkonu dochází, když jsou elektrické parametry jednoho článku výrazně odlišné od ostatních. To vede ke ztrátám energie v systému. Panely v solárních systémech jsou sériově zapojené do řad, které jsou potom paralelně spojené se střídači. Méně výkonný panel vytváří mnohem méně energie než ostatní panely a snižuje tím výkon všech ostatních panelů v sérii. Jak je popsáno v Chouderově studii, až 10 % celkově vyrobené energie může být ztraceno kvůli nesouladu mezi panely.¹

Zdroje nesouladu:

  • Nesoulad během výrobního procesu: FV články mají různé výkony i u kvalitních panelů. Například CanadianSolar CS3K-300P má toleranci výkonu mezi 0 a 5 W (0-1,67 %).
  • Nesoulad kvůli odlišným okolním podmínkám: Mraky blokují sluneční paprsky, což vede k přechodnému zastínění panelu. Dalším faktorem, který snižuje výkon a může způsobit nesoulad, je vysoká teplota, protože na každém panelu v sérii dochází k různému ochlazování.
  • Nesoulad kvůli různé orientaci panelů a lokálnímu zastínění: V mnoha případech panely trpí zastíněním na střechách obytných budov kvůli různým překážkám, jako jsou komíny, stromy, jiný panel nebo střecha atd. Kvůli ploše střechy je také někdy nutné umístit panely do několika směrů a naklonit je do různých úhlů.
  • Nesoulad kvůli nerovnoměrnému poškození: u panelů dochází k poškození z mnoha důvodů, například: selhání přemosťovacích diod, znečištění, mechanické opotřebení, stárnutí…²

Proč používat výkonové optimizéry?

Solární systém s výkonovými optimizéry umožňuje každému panelu vyrábět maximum energie. Panel s nižším výkonem už neovlivňuje výkon zbytku systému. Výkonové optimizéry také umožňují instalaci různě otočených a nakloněných solárních panelů, což přináší větší flexibilitu při projektování, vyšší estetičnost střech a efektivní využití celé plochy střechy.

Jak funguje SolarEdge

Systém SolarEdge (SE) zahrnuje optimizéry SolarEdge a střídače SolarEedge jako na obrázcích níže. Každý panel je připojený na jeden nebo dva optimalizátory výkonu. Výkonové optimizéry jsou snižující/zvyšující DC/DC měniče, které optimalizují výrobu solární energie pro každý panel sledováním bodu maximálního výkonu pro každý ze solárních panelů v soustavě. Střídač SolarEdge pouze přeměňuje stejnosměrný proud na střídavý splňující požadavky sítě a komunikuje se sítí. Díky inovativnímu a zjednodušenému designu jsou střídače SolarEdge lehčí a méně náchylné na vady a selhání v porovnání s tradičními stringovými střídači. To vede k tomu, že celý systém (optimizér + střídač) je robustnější a spolehlivější.

SolarEdge systém pro rezidenční budovy
SolarEdge systém pro komerční budovy

SolarEdge poskytuje 25 let záruky na výkonové optimizéry a 12 let na střídače. Když jsou střídače připojené k internetu, posílají systémové informace do bezplatné monitorovací platformy, která vizualizuje fungování každého panelu v systému. Monitorovací systém SolarEdge navíc může sloužit jako ovládací platforma pro využívání vyrobené solární energie pro vlastní potřebu, ovládání nabíjecích stanic pro elektrické automobily a další domácí spotřebiče.

SolarEdge nabízí komplexní softwarové nástroje, které pomáhají projektantům, realizátorům i uživatelům.

  • Pro projektanty: nástroj Designer přináší sofistikované řešení od vytvoření návrhu rozmístění, přes plánování solárních panelů, výběr vhodného střídače a optimizérů výkonu po projekt zapojení.
  • Pro realizátory: nástroj Mapper umožní všem realizátorům rychle vkládat rozložení optimizéru do monitorovacího portálu přímo v terénu. Setapp je mobilní aplikace, která umožňuje realizátorovi rychle zprovoznit střídač i bez připojení k internetu.
Monitorovací platforma SolarEdge

Jak funguje Tigo

Díky funkci Tigo Selective Deployment můžete technologii zapojit podle vlastních potřeb. Technologie optimalizace TS4 od značky Tigo funguje nezávisle na střídačích v solárním systému a každý panel se dá optimalizovat podle potřeby. Jinými slovy, pokud vám na okraj střechy dopadá stín stromu, nebudete si muset kupovat vybavení pro každý panel na střeše, ale jen pro panely zasažené zastíněním.

Tigo Selective Deployment

Tuto funkci umožňují technologie Tigo nazvané Impedance Matching a Predictive IV. Impedance Matching vytvoří přemosťovací tunel okolo zastíněného panelu (červený panel níže), což zajistí, že ztráta výkonu na panelu neovlivní ostatní panely v sérii. Predictive IV využívá statistiku chování panelu spolu s Impedance Matching k předvídání optimálního nastavení panelu, aby vyráběl maximum energie. Optimizéry Tigo jsou kompatibilní se střídači všech předních výrobců.³

Impedance Matching
Systém Tigo s funkcí monitorování

Pokud není potřeba monitorování, dokáže Systém Tigo pracovat jen s optimizéry TS4-A-O. Pro využití funkce monitorování je nutno připojit optimizéry panelů, Tigo Access Point (TAP) a Cloud Connect Kit. Cloud Kit není potřeba, pokud je již integrovaný ve střídači. Tigo poskytuje 25 let záruky na výkonové optimizéry a 5 let na Tigo Access Point a Cloud Connect Kit.

ZÁVĚR

Tento článek se věnoval několika příčinám nesouladu ve výkonu. Použitím výkonových optimizérů lze ztráty ve výrobě energie minimalizovat. Podrobně jsme se věnovali přístupům a systémům výrobců SolarEdge a Tigo, abychom lépe pochopili jejich principy. Obě značky poskytují kvalitní a bezpečná řešení včetně funkce okamžitého vypnutí (rapid shutdown). Varianta Tigo je jednoduchá, flexibilní a upravitelná pro konkrétní případ. Varianta SolarEdge je komplexní, robustní a úsporná, pokud chcete absolutní optimalizaci a monitoring na úrovni panelu.

VlastnostiSolarEdgeTigo
MPPT na úrovni panelu pro zmírnění nesouladuAnoAno
Různé orientace a úhly naklonění panelůAnoAno
Optimizér výkonu nutný na každém paneluAnoNe
Nutný minimální počet optimizérůAnoNe
Dá se použít se střídači jiných značekNeAno
Monitoring na úrovni paneluAnoAno 
Předplatné s prémiovými monitorovacími funkcemiNeAno
25 let záruky na optimizér výkonuAnoAno
Komplexní systém s nabíjecí stanicí pro elektrické automobily, chytrý dům, ukládání energieAnoNe 

Reference

1

A. Chouder and S. Silvestre, “Analysis Model of Mismatch Power Losses in PV Systems,” Journal of Solar Energy Engineering, vol. 131, no. 2, p. 024504, 2009

2

Solaredge case study mismatch commercial rooftops Netherlands, SolarEdge

3

T. Doyle, R. Desharnais and T. Erion-Lorico, “2019 PV MODULE RELIABILITY SCORECARD,” PVEL, 2019

4

Optimization with Predictive IV and Impedance Matching, Tigo Resource Center, Tigo

5

MySolarSystem Part II. The Problem with Solar: Mismatch, Tigo Resource Center, Tigo

6

Inverter Compliance, Tigo Resource Center,Tigo