Hagyományos és smart napelemek közötti különbség
Egy hagyományos napelemes rendszer esetén a napelem panelek sorba, vagyis sztringekbe vannak összefűzve. Erre azért van szükség, hogy a napelem által előállított egyenáramot (DC) a háztartásokban használatos váltóárammá (AC) átalakító inverter számára kiadódjon a megfelelő feszültségszint a lehető leghatékonyabb működéshez.
A sorbakötöttség azonban nagy technikai kötöttséget jelent, hiszen emiatt bármelyik, szennyeződés vagy árnyék miatt akadályoztatott napelem visszafogja az egész sztring működését. Magyarázatként: minden napelemen belül 3 cellasor és 3 bypass dióda van. Ha egy napelem panelre szennyeződés vagy árnyék kerül, akkor az érintett cellasor nem termelni fog, hanem fogyasztóvá válik, csakúgy mint a hozzá tartozó bypass dióda, amin a panel többi cellasorának árama folyik keresztül. Egyszerűbben: az árnyék által érintett cellasor melegedni kezd és már nem áram termelőként, hanem fogyasztóként viselkedik, így az egész panel teljesítménye jelentősen csökken. Ez azért hátrányos, mert egy sztringen belül az egyes modulok nem függetlenek egymástól, hiszen a rajtuk átfolyó áramerősség azonos, így a kevesebbet termelő napelem az összes többi termelését is drasztikusan korlátozza, ahogyan ez a fenti ábrán is jól látszik. Összegzésként: Hagyományos napelemek esetében mindig a leggyengébb láncszem határozza meg az egész sztring működését.
A sorbakötöttség problémáját először mikroinverterekkel próbálták megoldani, ami azt jelenti, hogy minden egyes napelemnek egy saját invertere van. Ezzel a módszerrel a problémát ki is küszöbölték, de két újabbat hoztak be, a túl magas árat és a megbízhatatlanságot. Ezen okok miatt máig nem terjedtek el széles körben a mikroinverterek.
Megjelentek viszont a teljesítményoptimalizálók. Ezek kiküszöbölik a sorbakötöttségből eredő problémákat, azonban már a mikroinverterek hátrányai nélkül. Ezek az első generációs teljesítményoptimalizálók, például a hazánkban legelterjedtebb SolarEdge vagy az Amerikában piacvezető Tigo. Sokkal népszerűbbé váltak, mint a mikroinverterek, mivel megbízhatóbbak és olcsóbbak náluk.
SolarEdge elektronika tartószerkezetre rögzítve
Az első generációs teljesítményoptimalizálókkal ellátott rendszerekben a hagyományos napelem paneleket felokosítják egy külső optimalizálóval, amit általában a szerelők a napelemek tartószerkezetére szerelnek fel.
Ezen rendszerek nagy előnye, hogy már nem sztringenként kezeli a paneleket, hanem külön-külön, így a szennyeződésből, vagy árnyékolásból eredő veszteségek már csak az adott paneleket sújtják.
Ezzel meg is oldották a hagyományos napelem sztringek leárnyékolásának problémáját, de magán a napelemen belül nem értek el semmilyen pozitív hatást. Tehát hiába az optimalizáló, attól még árnyék esetén a napelem ugyanúgy egy hagyományos panelként viselkedik és az érintett cella hozama kiesik a teljes rendszer hozamából.Ez a fenti ábrán is jól látható.
Az árnyékolásból adódó veszteségek minimalizásában az áttörést a Maxim Integrated által gyártott optimalizáló chipek megjelenése jelentette. Ezeknél a napelemeknél már a cellasorok szintjén megtörténik az optimalizálás, hiszen a chipek technikailag a lehető legmélyebben vannak beintegrálva a napelemekbe: a panelen belülre, a bypass diódák helyére kerülnek.
Baloldalon egy hagyományos, nem optimalizált napelem, középen a bypass diódával. Jobboldalon egy Maxim cellasor-optimalizált smart napelem, a Maxim IC kinagyított képével. Nem csupán a méretkülönbség a Maxim chip előnye, hanem az abban foglalt vezérlés kifinomultsága is.
A Maxim optimalizálás nagyszerűsége a technika egyszerűségében rejlik: nincs szükség plusz optimalizálóra, a chip a gyártás során kerül a panelbe, amire így ugyanaz a garancia vonatkozik, mint a napelemre.
Optimalizálás szempontjából jelenleg ez a legkorszerűbb technika a hazai piacon! A napelemek egymástól teljesen függetlenek, ráadásul a napelemen belül a 3 cellasor is teljesen független, mindegyik részegység a maximumot nyújtja, így szavatolja az élettartama alatti legmagasabb hozamot.
Forrás: www.tisztaenergiak.hu
