Завищення PV масиву, або як його ще називають – заниження потужності мережевого інвертора, полягає в установці геліополя з номінальною потужністю постійного струму, який перевищує заявлену вихідну потужність інвертора (тобто DC (STC)> AC). Ця стаття може бути цінним інструментом для системних інженерів, які прагнуть отримати максимальну кількість енергії при низькій питомій вартості. Причини завищення PV масивів і важливі фактори мотивують до застосування даного методу наведені нижче:
1) Робіть більш ефективною роботу інвертора.
Фотоелектричні модулі мають рейтинги, які визначають, як вони будуть працювати. Рейтинги їх потужності, струму і напруги визначені в стандартних умовах випробування (STC). STC запрограмовані на роботу сонячної батареї при наступних умовах:
- Температура нагріву модуля 25 ° С
- Маса повітря AM 1,5
- Сонячна інсоляція 1000 Вт / м2
Очевидно, що в реальних умовах сонячна батарея дуже рідко може бути піддана роботі в умовах STC. Умови експлуатації можуть змінюватися протягом дня і температура може сильно вплинути на вихідну потужність сонячної батареї. Оскільки температура PV масиву збільшується, його напруга і потужність буде зменшуватися. Зазвичай в сонячний полудень ( час максимальної сонячної інсоляції), PV масив буде мати умови роботи на 20–25% нижче від STC, через температуру геліополя, яка неодмінно вище ніж 25ºC. Це означає, що ясним сонячним днем, в полудень, PV масив потужністю 100 кВт буде генерувати приблизно 77кВт. В результаті 23% від номінальної потужності масиву недоотримані!
Тобто PV масив дуже рідко видає свою номінальну потужність, тому при підборі інвертора, відповідно до реальної пікової потужністі, оптимальніше використовувати мережевий інвертор з вихідною потужністю меншою від номінальної потужності геліополя.
2) Зменшіть питому вартість отриманої енергії.
Через завищення PV масиву, може бути досягнута більш низька вартість продукції, що поставляється енергії. Завищення PV масиву збільшить вартість фотоелектричних модулів і конструкцій для їх монтажу. Однак, це може бути зроблено без збільшення потужності інвертора і інших компонентів системи, щоб домогтися меньшого співвідношення вартості оотриманої електрики. Це в свою чергу дає більш низьку питому вартість енергії, що живить будинок або відпущеної в мережу за зеленим тарифом. Прикладом послужить зіставлення з використанням програми SunnyDesign, яке показує, що завищення PV масиву з мережевим інвертором SMA SunnyBoy 5000TL–21 (вихідна потужність 5 кВт) дає річне збільшення генерації енергія більш ніж на 28% при збільшенні загальної вартості установки на 10%.
3) Скорочення витрат на інвертор.
З завищенням PV масиву, енергія вихідного струму цього масиву може краще відповідати номінальній потужності інвертора. Це означає, що може бути використаний інвертор з потужністю нижче, а це дозволить понести менше витрат. Отже, це може зменшити відносну вартість мережевого інвертора в порівнянні із загальною вартістю сонячної установки.
4) Досягніть необхідної генерації при установці інверторів в обмеженому просторі.
Інвертори іноді повинні бути встановлені в певних місцях, або через обмеження власника або згідно з місцевими нормами. Це може означати, що було б неможливо встановити стільки інверторів на ділянці, скільки необхідно для проектованої потужність геліополя. Однак після завищення PV масивів, можна досягти майже такого ж річного обсягу енергії з меншою кількістю встановлених інверторів. Наприклад, за допомогою тієї ж програми SunnyDesign від SMA, масив 100 кВт з трьома перетворювачами SunnyTripower 25000TL–30 (75кВт інверторів) буде виробляти тільки на 2% менше річної енергії в порівнянні з тим же PV масивом і чотирма STP25000TL–30 (тобто 100кВт інверторів). Це означає, що при зменшенні кількості інверторів на 25% генерація електроенергії падає лише на 2%.
5) Максимальне значення денної енергії для власника системи.
Для бізнесу, який працює протягом стандартних робочих годин, важливість денної енергії зі своєї PV системи може бути різною в залежності від індивідуальних обставин. Вихід PV може бути використаний, щоб уникнути плати за перевищення дозволеної пікової потужності (країни Євросоюзу) або компенсувати постійні навантаження, які живляться на місці. У таких випадках, завищення PV масиву може забезпечити бізнес більшою впевненістю в своїх енергетичних витратах, особливо з огляду на ціну фотоелектричних модулів на сьогоднішньому ринку. З завищенням PV масиву, інвертор може досягти свого номінального потенціалу змінного струму раніше і продовжувати роботу в цій точці до кінця дня.
6) Легше підібрати інвертор в разі несправності і необхідності заміни.
Іноді, якщо на інвертор вже не діє його гарантія і не вдається його полагодити, не завжди можливо замінити його тієї ж моделлю. У таких випадках може виникнути потреба придбати і встановити абсолютно інших інвертор. Встановивши інвертор з більш низькою вихідною потужністю змінного струму, існуючий PV масив буде оптимально з ним працювати, враховуючи викладене вище та деградацію модулів за минулий час експлуатації. В результаті вартість відновлення сонячної установки для її власника підійде до мінімуму.
7) Створити оптимальні Східно–Західні PV масиви.
Найчастіше PV масиви встановлені для максимального виходу енергії і нахилені до екватора (південь в північній півкулі, на північ в південній півкулі). Однак розташування покрівлі не завжди дозволяє розмістити фотомодулі з орієнтацією на південь. У таких випадках можна використовувати східні і західні схили даху, при цьому розмістити кількість сонячних батарей, на одному схилі – рівним потужності інвертора, оскільки PV масиви на схід і на захід матимуть піки вихідної потужності в залежності від часу дня. Використовуючи можливості калібрування інвертора, таким чином, можна забезпечити більшу загальну вихідну енергію і більш оптимальний вихід змінного струму кожен день.
На які чинники варто звернути увагу для прийняття рішення на користь завищення?
1. Вхідні характеристики інвертора
Найбільш важлива характеристика, яка ніколи не повинна бути перевищена для будь–якого інвертора SMA – це вхідна напруга. Інвертори і їх складові компоненти розроблені і розраховані на певні рівні вхідної напруги. Якщо вхідна напруга перевищує цей показник, це майже завжди приведе до негайної відмови інвертора. Коли планується завищення PV масиву, важливо, щоб ніколи не перевищувалося максимальна вхідна напруга інвертора. Також потрібно знати діапазон робочої напруги MPPT трекера, щоб PV масив не виходив за його рамки. Коли напруга PV масиву за межами діапазону робочої напруги MPPT, інвертор не може збільшити продуктивність системи. Для найбільш легкого проектування перевищень
2. Виділення тепла при ефективній роботі інвертора
Простіше кажучи, втрата ефективності від інвертора реалізується як виділення тепла. Інвертор має різні робочі ефективності при різних показниках вихідної потужності. Приклад кривої нижче показує, що для STP25000TL–30, на певних рівнях вхідної напруги, робота між 0,5–1,0% менш ефективна при повній номінальної вихідної потужності в порівнянні з 60% або 80% номінальної вихідної потужності. Це може привести до виділення тепла більш ніж в два рази при 100% вихідної потужності змінного струму в порівнянні з 60% або 80% від потужності.
Висновки
Існує багато різних причин для установки PV масивів, які перевищують потужність інвертора. З огляду на те, що під час роботи Геліополе майже не працює в номінальному режимі, завищення PV масиву може зробити оптимальним використання інвертора з меншою вихідною потужністю і дати в результаті нижчу вартість отриманої електроенергії. При завищення PV масивів, важливо, щоб не було досягнуто критичні межі вхідних характеристик інвертора. Важливо також завжди відповідати місцевим нормам і користуватися послугами кваліфікованих системних проектувальників і монтажників.