Optymalizator mocy do fotowoltaiki - zastosowanie, ceny, porady
Oprócz podstawowych urządzeń w systemie fotowoltaicznym zalecane może być zastosowanie dodatkowych. Jednym z nich jest optymalizator mocy. Nie jest to nieodłączna część instalacji fotowoltaicznej, ale usprawnia jej działanie. Kiedy warto kupić optymalizator mocy? Jak go stosować? Jak działa? Oto odpowiedzi na wszystkie podstawowe pytania odnośnie tego urządzenia.
Jeśli planujesz remont lub wykończenie wnętrz, skorzystaj z usługi Szukaj Wykonawcy, dostępnej na stronie Kalkulatory Budowlane. Po wypełnieniu krótkiego formularza zyskasz dostęp do najlepszych ofert.
Z tego artykułu dowiesz się:
Podstawowe zasady działania optymalizatora mocy
Żeby lepiej zrozumieć co to jest optymalizator mocy i jak działa, najlepiej jest zacząć od przyjrzenia się częstym problemom związanym z codziennym używaniem fotowoltaiki. Panele PV są produkowane tak, żeby były odporne na trudne warunki pogodowe, nagrzewanie, wilgoć itp. Jednak ich najważniejszym zadaniem jest maksymalna receptywność na promieniowanie słoneczne. Z tego powodu zacienienia i zanieczyszczenia mogą powodować uszkodzenie panelu. Dodatkowo wysoka temperatura może wpływać na spadek wydajności, a długotrwałe przegrzewanie powoduje uszkodzenia. Problemem w instalacjach połączonych szeregowo jest też równanie mocy całego układu do najsłabszego ogniwa. Optymalizator mocy lub optimizer to urządzenie, którego zadaniem jest zmniejszenie lub wyeliminowanie tych wszystkich niedoskonałości. Dzięki temu cała instalacja PV działa sprawniej i dłużej.
Funkcje optimizera
Optymalizator mocy podłącza się zwykle do jednego panelu, gdzie kontroluje pracę ogniw, lub do modułu złożonego z kilku paneli (zwykle w dużych instalacjach). Kontrola poszczególnych modułów pozwala zminimalizować równanie wydajności paneli do najsłabszego ogniwa. Poza tym optimizer:
- Pozwala na maksymalne wykorzystanie wydajności paneli, bez względu na pojedyncze zacienienia czy zabrudzenia,
- Zmniejsza straty wydajności i zwiększa całościową produkcję energii,
- Monitoruje i diagnozuje pracę paneli, dzięki temu możemy wiedzieć, które panele działają lepiej, a które słabiej. Mamy też od razu dostęp do informacji o uszkodzeniach czy zaburzeniach pracy. Dodatkowo analiza wydajności pozwala lepiej decydować o tym co można ulepszyć i ile prądu możemy zużyć,
- Zapobiega przeciążeniom i przegrzaniu, a w razie awarii może wyłączyć uszkodzony panel.
Trochę innym urządzeniem jest optymalizator napięcia do paneli fotowoltaicznych, który ma jednak pewne podobne funkcje. Jest to małe urządzenie, które łączy panele z inwerterem. Umożliwia ono pomiar wydajności każdego ogniwa PV. Optymalizator napięcia jest odpowiedzialny przede wszystkim za stabilizację napięcia wyjściowego z paneli. Do tego typu optymalizatorów należą m.in. regulatory MPPT, o których piszemy w osobnym artykule. Zadania optymalizatora napięcia w systemie fotowoltaicznym mogą być różne. Na przykład stabilizator DC-DC reguluje napięcie na poziomie paneli. Innym przykładem jest stabilizator Grid Tie, który zapewnia dostarczenie odpowiedniego napięcia do sieci publicznej w systemach on-grid.
Kiedy optymalizator mocy jest potrzebny?
Skoro optymalizator mocy jest takim doskonałym urządzeniem, to dlaczego nie jest zawsze zintegrowany z systemem fotowoltaicznym? Kiedy stosować optymalizator mocy, a kiedy nie jest to konieczne?
Mówiąc ogólnie optymalizatory stosuje się do paneli fotowoltaicznych, w których nie da się utrzymać jednolitej wydajności. Przyczyną może być po prostu skonstruowanie systemu z użyciem różnych paneli. Najczęściej jednak chodzi o warunki w danej przestrzeni, kiedy panele są montowane po różnych stronach dachu (a więc odbierają różną ilość energii słonecznej), szczególnie narażone na zanieczyszczenia lub zacienienia. Połączenie szeregowo takich ogniw skończyłoby się słabą pracą całej instalacji lub pojedynczymi uszkodzeniami. Optimizer podłączony osobno do panelu lub modułu niweluje ten problem. Jeżeli nawet dojdzie do uszkodzenia ogniwa, to cały system solarny będzie działał prawidłowo.
Nie zawsze zresztą optymalizator musi być przypisany tylko do jednego panelu. To ile paneli na jeden optymalizator można podłączyć w danym przypadku zależy od rodzaju optymalizatora i zapotrzebowania danej instalacji. Najważniejsze jest to, żeby podłączone panele stanowiły moduł, tak jakbyśmy podłączali do urządzenia jeden mega-panel. Jeśli szukasz więcej porad i informacji, sprawdź także zebrane w tym miejscu artykuły o fotowoltaice.
Jak dobrać optymalizator do paneli fotowoltaicznych?
Podstawowe kroki przed zakupem optymalizatora
System solarny zwykle wymaga kompatybilności poszczególnych elementów. W takim razie jak dobrać optymalizator mocy do paneli fotowoltaicznych?
Trzeba wziąć pod uwagę dwie podstawowe kwestie: jakość samego optymalizatora (firmę, gwarancję, wydajność danego modelu) i dopasowanie do konkretnych paneli. Można wybrać optymalizator jako dodatkowe urządzenie, które poprawi pracę już istniejącego systemu. Inną opcją jest falownik z optymalizatorem, który zapewni nam wszystkie funkcje obu urządzeń. Inwerter z optymalizacją jest też zwykle kompatybilny z szerszą gamą paneli fotowoltaicznych.
Zanim podejmiemy jakąkolwiek decyzję najlepiej będzie zacząć od sprawdzenia jakie są warunki naszej instalacji. Być może nasłonecznienie jest równomierne i wszystko działa prawidłowo, a zakup optimizera byłby niepotrzebnym wydatkiem.
Jeżeli wybieramy optymalizator dla istniejącej już instalacji, to warto skonsultować się z dostawcami i instalatorami. Jeżeli jest to kwestia nowej instalacji, to dostawca pomoże w dobraniu poszczególnych elementów systemu tak, żeby były kompatybilne.
Mimo że zawsze warto poprosić o radę i pomoc specjalistów, to dobrze jest też wiedzieć samemu jak dobrać optymalizator do konkretnych warunków. Dzięki temu możemy mieć większy udział w tworzeniu takiego systemu solarnego, który będzie najlepszy w naszym przypadku.
Co mamy do wyboru?
Najlepiej zadecydować o wyborze urządzenia, jeżeli poznamy konkretne opcje. Istnieje kilka firm specjalizujących się w dobrych optymalizatorach, takich jak SolarEdge, Fronius czy polski Lumel. W poniższej tabeli prezentujemy przykładowe modele optymalizatorów i falowników z optymalizatorem.
| Marka | Rodzaj urządzenia | Opis | zalety |
|---|---|---|---|
| SolarEdge | Seria optymalizatorów S z ulepszoną technologią bezpieczeństwa PV i ułatwionym układem kabli | Śledzenie punktu MPP na każdy moduł; inwerter sprzedawany osobno jest zaprojektowany do idealnej współpracy z optymalizatorem; |
|
| SolarEdge | Trójfazowe falowniki z optymalizacją | Modele o mocy od 3 do 10kW, przeznaczone dla gospodarstw domowych; sterowanie za pomocą aplikacji na smartfona SetApp; |
|
| Tigo Power | Optymalizator TS4 | Modułowy (nadający się do rozbudowy i skalowania) optymalizator; Platforma TS4 pozwala na selektywne dopasowanie funkcji do danego modułu; Może działać jako sam optymalizator lub falownik z optymalizatorem |
|
| Fronius | Falownik z optymalizatorem (modele Symo i Primo) | Falownik ze zintegrowanym Fronius SuperFlex Design; łączy funkcje falownika i optymalizatora |
|
Cena i opłacalność
Ile kosztuje optymalizator mocy?
Kupując optymalizator lub falownik z optymalizatorem powinniśmy brać pod uwagę czy w ogóle go potrzebujemy. Cena takiego produktu to dodatkowe kilkaset do kilku tysięcy złotych (w zależności od ilości potrzebnych optymalizatorów). Nie we wszystkich warunkach konieczne jest jego stosowanie. Czasami wystarcza dobry inwerter i odpowiednie umiejscowienie paneli PV. Ile kosztuje optymalizator mocy?
Cena jednego urządzenia to wydatek rzędu 200-400 zł. Jednak taki optymalizator współpracuje z jednym modułem ogniw fotowoltaicznych. Dlatego całkowity wydatek będzie zależał od wielkości instalacji. Urządzenie zintegrowane czyli inwerter z optymalizacją, będzie droższe. Na przykład cena falownika Fronius, w zależności od modelu, waha się od ok. 7 do ponad 10 tys. Z drugiej strony, kupując urządzenie zintegrowane będziemy mieć gwarancję bezproblemowej realizacji funkcji wszystkich zadań falownika i optymalizatora.
Czy w ogóle warto?
Optymalizator mocy może być bardzo istoty kiedy nie możemy w inny sposób zaprojektować stabilnej i optymalnie działającej instalacji. Pozwoli poprawić część błędów, ale nie zastąpi korzystnej orientacji względem słońca czy jakości paneli. Ponieważ korzyści przynosi przede wszystkim w większych instalacjach, to i wydatek na optymalizację poszczególnych modułów jest większy. Najlepiej przed podjęciem decyzji usiąść z kalkulatorem (a jeszcze lepiej porozmawiać ze specjalistą) i obliczyć czy gra w ogóle jest warta świeczki.
Optymalizatory mocy to kolejne urządzenie, które może poprawić pracę paneli fotowoltaicznych, zapewnić dłuższe ich działanie, a nawet przyspieszyć zwrot wydatków na instalację. Nie jest to jednak konieczny wydatek, dlatego ostateczna decyzja o zakupie optymalizatora lub falownika z optymalizacją należy do inwestora.