Сонячні електростанції часто називають сонячними фермами. І аналогія з традиційним сільським господарством тут цілком доречна. Адже в обох випадках мова йде про врожай, який потрібно зібрати — в одному випадку це те, що ми вживаємо в їжу, а в іншому — чиста енергія.
Перетворення сонячної енергії в електричну відбувається завдяки фотоелектричному ефекту, в той час як основі росту рослин лежить фотосинтез. Але з часом ефективність роботи сонячних панелей, як і родючість ґрунтів знижується.
Спосіб, який використовується для отримання максимальної потужності на виході сонячних батарей, називається відстеженням точки максимальної потужності (від англійського maximum power point tracking, технологія MPPT).
Це алгоритм, за допомогою якого інвертор, підключений до однієї сонячної панелі або цілої низки (стрінгу), витягує максимальну кількість енергії з модулів для передачі в мережу. Для систем з центральним мережевим інвертором застосовується тільки один MPPT контролер, в той час як стрінг-інвертори, призначені для роботи з декількома модулями в одному або декількох ланцюжках, використовують кілька MPPT.
За минуле десятиліття великі сонячні електростанції серйозно еволюціонували, від установок напругою в 600 вольтів до 1000 та 1500-вольтних. Безумовно, напруга системи залежить від довжини стрінгу сонячних панелей, а по мірі розвитку технологій вона збільшується, що дозволяє знижувати вартість виробництва енергії.
Більшість 600-вольтних сонячних електростанцій, побудованих 5-10 років тому, використовують центральні інвертори. Як відомо, з часом панелі деградують, причому роблять це з різною швидкістю, тому у стрінгів спостерігаються різні відхилення характеристик виходу енергії. Чим більше ця невідповідність між стрінгами, тим менше енергії вдається отримати. Рівень відповідності можна виміряти, перевіривши працездатність фотоелектричних стрінгів за допомогою кривих IV. Метод являє собою графік залежності напруги (V) та струму (I) від кількості виробленої потужності. Найвища точка на кривій IV, яка фіксує високий рівень виробництва енергії, є точкою максимальної потужності (MPP).
Приклад різноспрямованих кривих IV в масиві pV
У новій фотоелектричній установці криві IV в кожній ланцюжку по суті ідентичні. Згодом, через вихід з ладу та пошкодження модулів, затінення та забруднення, ці криві можуть значно розходитися. Але принцип ефективної роботи системи з центральним мережевим інвертором заснований на тому, що всі криві IV повинні бути однакові. У разі їх розбіжностей результативність значно знижується.
Для розв'язання цієї проблеми фахівці компанії Alencon Systems створили так звані DC-DC оптимізатори. Такі пристрої, як SPOT (String Power Optimizer and Transmitter) можуть бути встановлені в старих сонячних електростанціях, щоб скорегувати зменшення вироблення електроенергії. Alencon SPOT застосовує один метод MPPT для кожного фотоелектричного стрінгу, в результаті чого їх сумарний показник виходить значно більше, ніж якщо б MPPT був застосований до всієї системи цілком.
SPOT (String Power Optimizer and Transmitter) від компанії Alencon Systems
У Alencon також розробили математичну модель для оцінки того, наскільки можна підвищити ефективність різних фотоелектричних стрінгів, ґрунтуючись на аналізі кривих IV. Подібне моделювання допоможе краще зрозуміти, яку фінансову віддачу може принести установка оптимізаторів.
В компанії впевнені, що на нову технологію варто звернути особливу увагу власникам сонячних станцій, які функціонують багато років, оскільки вона дозволяє реально збільшити вироблення енергії, а отже і прибуток.
Нагадаємо, що заробляти на сонячній енергії зараз дуже вигідно, адже «зелений тариф» в Україні — один з найвищих у Європі. А встановлення сонячної станції на своєму будинку — це не тільки чудова можливість зробити свій внесок у боротьбу з глобальним потеплінням, але й стабільний дохід, отриманий від продажу сонячної енергії.
За матеріалами: ЕкоТехніка
