Как увеличить производительность солнечных электростанций? Немецкие инновационные решения ShadeFix в Армении

Инверторы играют крайне важную роль в солнечных электростанциях: именно от их качества зависит производительность и безопасность станции.

Что нужно знать об инверторах перед приобретением и установкой солнечной электростанции?

OHM ENERGY, ведущая компания в области солнечной энергетики, постоянно следит за развитием солнечных технологий в мире и привозит в Армению уже отшлифованный многолетний международный опыт. Одна из наиболее интересных технологий, привезенных компанией, - SMA ShadeFix от немецкого производителя SMA Solar Technology, мирового лидера на рынке преобразователей. Эта технология обеспечивает максимально возможную производительность панелей, даже если они частично затенены.

Эту технологию OHM ENERGY привезла в Армение в конце 2020 года, и многие компании и частные лица уже приобрели именно этот вид солнечных преобразователей.

Как работает солнечная станция?

Солнечные панели ответственны за получение электроэнергии от солнечных лучей, а инверторы являются единственным и центральным узлом электроники: они преобразуют постоянный ток (DC), производимый панелями, в переменный ток (AC) электроэнергии.

Электроэнергия, поступающая от сетевых инверторов, первым делом питает устройства в данном доме или объекте (холодильник, телевизор, насосы и т.д.), после чего избыточная часть произведенной электроэнергии направляется в распределительные сети. Выбор инвертора высокого качества обеспечит не только высокую выходную производительность, но и длительную бесперебойную работу электрических устройств.

При установке солнечных станций эффективность всей системы и важные гарантии безопасности также зависят от правильного выбора инверторов. Из-за некачественных инверторов могут возникнуть самые разные проблемы, в том числе – наличие на выходе инверторов модифицированного синусоидального тока вместо чисто синусоидального тока (рис.1).

 (Рис.1) Разница графиков между чистым синусоидальным током и модифицированным синусоидальным током на выходе инверторов.

Наличие модифицированного синусоидального тока на выходе инвертора может повредить устройства, питаемые из этого источника.

Вот еще несколько проблем, которые могут возникнуть из-за некачественных инверторов:

• возникновение лишнего шума в электрооборудованиях,
• чрезмерный нагрев электродвигателей и трансформаторов, что приводит к потерям электроэнергии,
• нарушение режимов работы цифровых часов и схем синхронизации, в том числе повторные,
• повреждение блоков питания чувствительных электронных устройств и т.п.

Еще одним важным компонентом работы инверторов является алгоритм поиска MPP (Maximum Power Point). Работа современных инверторов основана на этой технологии. Суть MPP – поиск точки максимальной мощности солнечной станции, в результате чего солнечная система будет иметь максимально высокую производительность.

Однако не во всех инверторах алгоритм поиска MPP настолько хорош, чтобы суметь обеспечить максимальное производство электроэнергии с учетом особенностей внешней среды. Проблемы могут создавать тени, падающие на солнечные панели: в этом случае производительность всей системы может значительно снизиться.

Как правило, фотовольтовые системы размещают в таких местах, где они могут получить наибольшее количество солнечного света и преобразовать его в электроэнергию. Однако иногда столбы, деревья, дымоходы и другие объекты могут отбрасывать тени на солнечные панели, что снижает производство энергии и увеличивает срок окупаемости системы.

Чтобы лучше понять проблему, рассмотрим 2 примера – работа MPP в условиях без тени и с тенью.

Итак, сначала рассмотрим процесс поиска точки максимальной мощности в условиях отсутствия тени. Мы можем видеть связь между мощностью и напряжением (рис.2), которые являются основными показателями измерения солнечных систем. Эти единицы измерения строят кривую мощности солнечной системы (рис.2). В каждом солнечном инверторе искатель MPP находит точку оптимальной мощности, при которой солнечная система работает на максимальной мощности. Точка максимума на кривой мощности называется точкой максимальной мощности или MPP, а соответствующее напряжение – напряжением MPP.

 (Рис.2) Кривая мощности Солнечной системы в условиях отсутствия тени.

Если же на панели падает тень, кривая мощности солнечной станции меняется (рис.3). В этом случае солнечная станция имеет уже несколько максимумов, но обычные искатели MPP не могут найти все эти точки, потому что сканируют только ближайший диапазон текущей точки тока. Следовательно, из-за теней производительность солнечной станции может быть существенно ниже, чем она могла бы на самом деле производить.

 (Рис.3) Кривая мощности Солнечной системы в условиях наличия тени.

Функциональность инверторов не ограничивается перечисленным. Качественные инверторы должны также включать защитные механизмы для обеспечения электробезопасности.

OHM ENERGY за короткое время успела стать официальным партнером немецкой компании SMA Solar Technology, производящей солнечные инверторы. SMA совершил революцию в мире инверторов, совместив уникальный дизайн с методом установки, что позволяет значительно сократить время установки, охватить все целевые группы и обеспечить максимально быструю окупаемость вложенных средств. Обладатель свыше 1600 патентов, компания SMA за свою 40-летнюю историю смогла спрогнозировать будущее и спроектировать путь развития солнечных фотовольтовых станций.

Благодаря своей эксклюзивной системе ShadeFix, SMA – единственная компания в мире, которая производит инвертор, нейтрализующий падение эффективности всей станции из-за теней.

Рис.4. Запатентованная система SMA Shadefix

A) работа стандартного инвертора

Б) применение системы SMA Shadefix, когда одна панель в тени.

В отличие от String инверторов, SMA ShadeFix обеспечивает максимальную производительность, позволяя незатененным панелям работать с максимальной мощностью даже при затенении одной панели, в то время как в случае стандартных инверторов эффективность всего ряда снижается, если на одну из панелей падает тень.

Скорость и точность алгоритма поиска SMA не имеют равных, благодаря чему удается свести потери энергии к абсолютному минимуму. Благодаря запатентованному алгоритму, SMA Shadefix является единственным решением искателя MPP, который неизменно обеспечивает максимально возможную производительность для солнечных систем.

Перечисленными выше особенностями и обусловлено столь большое значение инверторов в солнечных системах. Что касается видов солнечных инверторов, то они бывают сетевыми, автономными и гибридными, которые, в свою очередь, могут быть однофазными или трехфазными (в зависимости от вида электрической сети).

Резюмируя, можно сказать, что инверторы являются одним из важнейших элементов солнечных станций, а их качество прямо пропорционально производительности и безопасности солнечных станций.