Μικρομετατροπείς ηλιακών πάνελ: Τι είναι ακριβώς;

Αρχική Μικρομετατροπείς ηλιακών πάνελ: Τι είναι ακριβώς;
07/09/2022
Μοιραστείτε το:

Μια συσκευή plug-and-play φωτοβολταϊκών, γνωστή ως ηλιακός μικρομετατροπέας, μετατρέπει το συνεχές ρεύμα (DC) που παράγεται από μια ενιαία ηλιακή μονάδα σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC). Οι συνήθεις στοιχειοσειρές και κεντρικοί ηλιακοί μετατροπείς, στους οποίους ένας μόνο μετατροπέας συνδέεται με έναν αριθμό ηλιακών συλλεκτών, έρχονται σε αντίθεση με τους μικρομετατροπείς. Είναι δυνατό να συγκεντρωθεί η έξοδος από πολλούς μικρομετατροπείς και να τροφοδοτηθεί συχνά στο ηλεκτρικό δίκτυο.

Σε σύγκριση με τους κανονικούς μετατροπείς, οι μικρομετατροπείς παρέχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα. Το βασικό πλεονέκτημα είναι ότι απομονώνουν ηλεκτρικά τα πάνελ το ένα από το άλλο, έτσι ώστε ακόμη και μια πλήρης αστοχία της μονάδας ή μικρές ποσότητες σκιάς, συντριμμιών ή γραμμών χιονιού σε μία ηλιακή μονάδα δεν μειώνουν σημαντικά την απόδοση ολόκληρης της συστοιχίας.

Τι είναι ο ηλιακός μικρομετατροπέας;

beny τετραπλός μικρο inverter Κίνα
πηγή: Beny

Ένας πολύ μικροσκοπικός μετατροπέας που ονομάζεται microinverter είναι κατασκευασμένος για να τοποθετείται σε κάθε μεμονωμένο ηλιακό πάνελ. Ο τυπικός ηλιακός μικρομετατροπέας στοιχειοσειρών, ο οποίος συχνά τοποθετείται σε τοίχο σε κάποια απόσταση από τη σειρά των ηλιακών συλλεκτών και συνδέεται μέσω καλωδίου DC, είναι πολύ διαφορετικός από αυτόν. Σε συστήματα που χρησιμοποιούν μετατροπείς στοιχειοσειρών, ο μετατροπέας μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος από τη σειρά των πάνελ σε AC. Κάθε ηλιακό πάνελ λειτουργεί ανεξάρτητα από την υπόλοιπη ηλιακή συστοιχία λόγω των μικρομετατροπέων που είναι συνδεδεμένοι σε κάθε έναν, και η ισχύς συνεχούς ρεύματος μετατρέπεται αμέσως σε AC στην οροφή.

Πώς λειτουργεί ένας Solar Microinverter;

Ηλιακός Microinverter
πηγή: Pinterest

Η κατανόηση της λειτουργίας ενός μικρομετατροπέα στη δημιουργία ηλιακής ενέργειας είναι χρήσιμη.

Με λίγα λόγια, οι ηλιακές κυψέλες των ηλιακών συλλεκτών μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια συνεχούς ρεύματος (DC). Οι άνθρωποι χρειάζονται μια τεχνική για να μετατρέψουν άμεσα την ηλιακή ενέργεια σε οικιακή ενέργεια, επειδή η πλειοψηφία των σπιτιών χρησιμοποιεί Ενέργεια εναλλασσόμενου ρεύματος (AC).. εισάγεται ένας μικρομετατροπέας.

Ένας μικρομετατροπέας είναι απίστευτα αποδοτικός στη μετατροπή ηλεκτρικής ενέργειας συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το πίσω μέρος κάθε ηλιακού πάνελ συνδέεται απευθείας με έναν μικρομετατροπέα. Λόγω της ανεξαρτησίας τους από τα άλλα ηλιακά πάνελ, παράγουν ενέργεια πιο αποτελεσματικά.

Τύποι 

Μετατροπέας χορδών
πηγή: Pinterest

Microinverters ηλιακών πάνελ μπορούν να κατηγοριοποιηθούν με βάση τη χρήση για την οποία προορίζονται, η οποία περιλαμβάνει τα ακόλουθα:

  • Microinverters- Αυτοί οι μετατροπείς αποτελούν την κατάλληλη επιλογή τόσο για οικιακές όσο και για επαγγελματικές εφαρμογές. Αυτά είναι ηλεκτρονικά σε επίπεδο μονάδας, όπως ακριβώς και οι βελτιστοποιητές ισχύος, αφού τοποθετείται ένας μετατροπέας σε κάθε πίνακα. Οι μικρομετατροπείς δεν απαιτούν μετατροπέα τύπου string επειδή μετατρέπουν την ισχύ από DC σε AC ακριβώς στον πίνακα. Σε σύγκριση με τους παραδοσιακούς μετατροπείς, οι ηλιακοί μικρομετατροπείς παρέχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα. Το βασικό πλεονέκτημα είναι ότι διαχωρίζουν ηλεκτρικά τα πάνελ το ένα από το άλλο, έτσι ώστε ακόμη και μια πλήρης αστοχία της μονάδας ή μικρά επίπεδα σκιάς, συντριμμιών ή γραμμών χιονιού σε μία ηλιακή μονάδα να μην μειώνουν σημαντικά την απόδοση της συνολικής εμβέλειας.
  • Μετατροπέας που τροφοδοτείται από μπαταρίες- Μέρα με τη μέρα, η αγορά μετατροπέων που βασίζονται σε μπαταρίες επεκτείνεται. Αυτά είναι μονής κατεύθυνσης και συνοδεύονται από φορτιστή μπαταρίας και μετατροπέα. Αυτό μπορεί να λειτουργήσει με τη βοήθεια μπαταρίας. Βάσει του σχεδιασμού και της βαθμολογίας UL, αυτοί οι μετατροπείς ταξινομούνται ως συνδεδεμένοι με το δίκτυο, διαδραστικοί στο δίκτυο και εκτός δικτύου. 

Ανάγκη για ηλιακούς μικρομετατροπείς

Solar Grid Tie Micro Inverter
πηγή: Pinterest

Απαιτείται ένας μηχανισμός για να στέλνει την ισχύ από τους ηλιακούς συλλέκτες απευθείας στο κιβώτιο ηλεκτρικού διακόπτη ενός σπιτιού, όπως και σε κάθε άλλη εγκατάσταση ηλιακών πάνελ. Κατά τη γνώμη μας, ένας μικρομετατροπέας είναι ανώτερος από τους παλαιότερους μετατροπείς στοιχειοσειρών ως προς την αποτελεσματικότητα και την απόδοση.

A τυπικός μετατροπέας στοιχειοσειρών έχει το μειονέκτημα ότι επιτρέπει στο ηλιακό σύστημα να παράγει μόνο τόση ηλεκτρική ενέργεια όσο το λιγότερο παραγωγικό πάνελ του. Τα άλλα θα καταρρεύσουν επίσης εάν το κάνει ένα πάνελ. Για παράδειγμα, επτά από τα οκτώ ηλιακά πάνελ στην οροφή λειτουργούν με τη μέγιστη χωρητικότητα. Σε αυτήν την περίπτωση, μόνο το 25% της ενέργειας που παράγεται από τα πάνελ λαμβάνεται εάν το όγδοο πάνελ παράγει μόνο με απόδοση 25%.

Από την άλλη πλευρά, ένας μικρομετατροπέας τοποθετείται κάτω από κάθε πάνελ στην περιοχή μεταξύ του ηλιακού πάνελ και της οροφής. Το σύστημα θα μπορεί να χρησιμοποιεί όλη την ηλεκτρική ενέργεια που μπορεί να παράγει κάθε ηλιακό πάνελ, επειδή κάθε ηλιακό πάνελ έχει τον δικό του μικρομετατροπέα.

Κάθε πίνακας λαμβάνει τη μέγιστη ισχύ του, καθώς ένα σύστημα μικρομετατροπέα δεν έχει κανένα σημείο αστοχίας. Για να μην αναφέρουμε την αυξημένη ασφάλεια. Οι μικρομετατροπείς για ηλιακούς συλλέκτες διατηρούν το DC υψηλής τάσης από την οροφή, καθιστώντας τους ασφαλέστερους από άλλους μετατροπείς.

Επιπλέον πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν:

  • Εύκολη επέκταση: Ένα ηλιακό σύστημα μπορεί εύκολα να επεκταθεί από ένα μόνο πάνελ σε πολλά πάνελ που είναι ανεξάρτητα το ένα από το άλλο λόγω της σπονδυλωτότητάς του.
  • Κατάλληλο για οικιστικές κατασκευές: Λόγω του μεγέθους και του αρθρωτού σχεδιασμού του, είναι ιδανικό για κτίρια κατοικιών επειδή κάθε πάνελ μπορεί να έχει ένα ξεχωριστό μοτίβο απόχρωσης κατά τη διάρκεια της ημέρας ή να τοποθετηθεί διαφορετικά.
  • Απλή εγκατάσταση: Δεδομένου ότι δεν υπάρχουν ιδιαίτεροι περιορισμοί στην προέλευση των ηλιακών συλλεκτών, εγκατάσταση ηλιακού μικρο-inverter στα συστήματα πλέγματος μπορεί να γίνει αρκετά γρήγορα και εύκολα από οποιονδήποτε.
  • Εκτεταμένη εγγύηση: Οι μικρομετατροπείς συχνά επιβιώνουν πολύ περισσότερο από τους κεντρικούς μετατροπείς επειδή δεν υπόκεινται στα ίδια φορτία υψηλής ισχύος και θερμότητας. Η κανονική περίοδος εγγύησης για τους μικρομετατροπείς είναι 20–25 χρόνια, δηλαδή 10–15 χρόνια μεγαλύτερη από αυτή των κεντρικών μετατροπέων.

Πόσο διαρκούν;

Ηλιακός μετατροπέας
πηγή: Pinterest

Ένα οικιακό ηλιακού μετατροπέα Η παραγωγική διάρκεια ζωής επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες. Ενώ οι μετατροπείς συνήθως έχουν μικρότερη διάρκεια ζωής λόγω των εξαρτημάτων που γερνούν πιο γρήγορα από τους ηλιακούς συλλέκτες, μπορούν να διαρκέσουν 25 έως 30 χρόνια ή περισσότερο. 

Οι τυπικές εγγυήσεις για τους μετατροπείς στοιχειοσειρών κυμαίνονται συνήθως από 5 έως 10 έτη, με δυνατότητα επέκτασης πολλών εξ αυτών στα 20 έτη. Κατά την επιλογή μετατροπέων, καλό είναι να λάβετε υπόψη εάν στο συμβόλαιο ηλιακής ενέργειας περιλαμβάνονται οποιαδήποτε δωρεάν συντήρηση και παρακολούθηση.

Συντήρηση 

Micro Solar Inverter
πηγή: Beny

Η καλύτερη θέση για έναν ηλιακό μικρομετατροπέα είναι αυτό που είναι κρύο, στεγνό και έχει άφθονο κινούμενο φρέσκο ​​αέρα, εάν κάποιος θέλει να λειτουργεί πιο αποτελεσματικά για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Αν και βέβαιο κατασκευαστές μετατροπέων εξωτερικού χώρου είναι κατασκευασμένα για να αντέχουν περισσότερο ηλιακό φως από άλλα, συνιστάται επίσης να αποφεύγεται η εγκατάστασή τους σε περιοχές με άμεσο ηλιακό φως. Επιπλέον, είναι σημαντικό να ελέγχετε το διάκενο μεταξύ κάθε μετατροπέα σε εγκαταστάσεις πολλαπλών μετατροπέων για να αποτρέψετε τη μεταφορά θερμότητας μεταξύ τους.

Επιπλέον, συνιστώνται τακτικές επιθεωρήσεις συντήρησης μετατροπέα. Σύμφωνα με τις βέλτιστες πρακτικές, το εξωτερικό του μετατροπέα (εάν είναι προσβάσιμο) θα πρέπει να ελέγχεται κάθε τρεις μήνες για να διασφαλίζεται ότι δεν υπάρχουν εμφανή σημάδια ζημιάς και ότι όλοι οι αεραγωγοί και τα πτερύγια ψύξης είναι καθαρά από υπολείμματα.

Επιπλέον, συνιστάται η διενέργεια επιθεώρησης κάθε πέντε χρόνια μέσω πιστοποιημένου εγκαταστάτη ηλιακής ενέργειας. Αν και ορισμένα ηλιακά συμβόλαια περιλαμβάνουν δωρεάν συντήρηση και παρακολούθηση για 20-25 χρόνια, αυτά τα standup κοστίζουν συχνά 200-300 $. Ο επιθεωρητής θα πρέπει να ψάξει στο εσωτερικό του μετατροπέα κατά τη διάρκεια της επιθεώρησης για ενδείξεις διάβρωσης, ζημιάς ή σφαλμάτων.

Κόστος

Μετατροπέας ηλιακού δικτύου
πηγή: Pinterest 

Σύμφωνα με διάφορες πηγές, το μέσο κόστος ενός κεντρικού μετατροπέα ήταν 0.40 $/Wp (watt peak), ενώ το κόστος ενός μικρομετατροπέα ήταν 0.52 $/Wp. Οι μικρομετατροπείς μπορεί αρχικά να κοστίζουν περισσότερο ανά watt peak, αλλά αυτό δεν εγγυάται ότι θα κοστίζουν περισσότερο μακροπρόθεσμα. Υπάρχουν πολλά άλλα πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη.

Οι ηλιακές εγκαταστάσεις Micro-inverter ολοκληρώνονται πιο γρήγορα και πιο εύκολα, γεγονός που συχνά μειώνει το κόστος εγκατάστασης κατά 15%. Επιπλέον, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η καλύτερη μακροζωία και ανθεκτικότητα.

Δύο αριθμοί μας βοηθούν να προσδιορίσουμε την ανάλυση κόστους ή πόσο χρήσιμοι είναι οι μικρομετατροπείς:

  • Συνεχή έξοδα ($)
  • Παραγωγή ενέργειας κατά τη διάρκεια ζωής (kWh)

Στην ουσία, έτσι λειτουργούν όλα: διαιρέστε τα έξοδα με την παραγωγή ενέργειας για να λάβετε το κόστος ανά κιλοβατώρα (kWh) που παράγει το ηλιακό σύστημα. Κάθε περίσταση είναι διαφορετική – υπάρχουν πολλές μεταβλητές που πρέπει να ληφθούν υπόψη για να βρείτε αυτούς τους δύο αριθμούς.

Συμπέρασμα

Κύκλωμα ηλιακού μετατροπέα
πηγή: Pinterest

Όταν τα μεγέθη συστοιχιών είναι μικρά και η απόκτηση της μέγιστης απόδοσης από κάθε πίνακα αποτελεί πρόβλημα, οι μικρομετατροπείς έχουν γίνει δημοφιλείς. Ο οικιακός τομέας γνώρισε τη μεγαλύτερη επιτυχία με τους μικρομετατροπείς, καθώς υπάρχει λιγότερος χώρος για πάνελ, γεγονός που περιορίζει το μέγεθος της διάταξης και συχνά υπάρχει πρόβλημα με τη σκιά από τα γύρω δέντρα ή άλλα αντικείμενα.

Επιπλέον, κατασκευαστές των μικρομετατροπέων υποστηρίζουν ότι ενώ η τεχνολογία τους έχει υψηλότερο αρχικό κόστος από τους μετατροπείς στοιχειοσειρών, θα καταλήξει να κοστίζει λιγότερο συνολικά. Είναι λογικό ότι τα micros θα είχαν καλύτερη απόσβεση με την πάροδο του χρόνου εάν βελτίωναν την απόδοση και την απόδοση του ηλιακού συστήματος και ήταν πιο αξιόπιστα. Ο βαθμός στον οποίο το κάνουν αυτό βασίζεται σε μια ποικιλία στοιχείων, όπως το κόστος του συστήματος μετατροπέα στοιχειοσειρών, η σκίαση και η ρύπανση του συστήματος και τα τιμολόγια ηλεκτρικής ενέργειας. 

Μιλήστε με τον ειδικό μας