MPPT: как оптимизировать работу солнечных панелей, которые с годами деградируют - «Новости Электроники»

Солнечные электростанции часто называют солнечными фермами. И аналогия с традиционным сельским хозяйством здесь вполне уместна. Ведь в обоих случаях речь идет об урожае, который нужно собрать, — в первом случае это чистая энергия, а во втором — то, что мы употребляем в пищу. Преобразование солнечной энергии в электрическую происходит благодаря фотоэлектрическому эффекту, в том время как в основе роста растений лежит фотосинтез. Но со временем эффективность работы солнечных панелей, как и плодородность почв снижается.

Способ, который используется для получения максимальной возможной мощности на выходе фотомодулей, называется отслеживанием точки максимальной мощности (от английского maximum power point tracking, технология MPPT).

Это алгоритм, с помощью которого инвертор, подключенный к одной солнечной панели или целому ряду (стрингу) извлекает максимальное количество энергии из модулей для отправки в сеть. Для систем с центральным сетевым инвертором применяется только один MPPТ контролер, в то время как стринг-инверторы, предназначенные для работы с несколькими модулями в одной или нескольких цепочках, используют несколько MPPT.

За прошедшее десятилетие крупные солнечные электростанции серьезно эволюционировали, от установок напряжением в 600 вольт до 1000 и 1500-вольтных. Безусловно, напряжение системы зависит от длины стринга солнечных панелей, а по мере развития технологий она увеличивается, что позволяет снижать стоимость производства энергии.

Большинство 600-вольтных солнечных электростанций, построенных 5-10 лет назад используют центральные инверторы. Как известно, со временем панели деградируют, причем делают это с разной скоростью, поэтому у стрингов наблюдаются разные отклонения характеристик выхода энергии. Чем больше это несоответствие между стрингами, тем меньше энергии удается получить. Уровень соответствия можно измерить, проверив работоспособность фотоэлектрических стрингов с помощью кривых IV. Метод представляет собой график зависимости напряжения (V) и тока (I) от количества произведенной мощности. Самая высокая точка на кривой IV, фиксирующая высокий уровень производства энергии, является точкой максимальной мощности (MPP).

В новой фотоэлектрической установке кривые IV в каждой цепочке по сути идентичны. Со временем из-за выхода из строя и повреждения модулей, затенения и загрязнения эти кривые могут значительно расходиться. Но принцип эффективной работы системы с центральным сетевым инвентором основан на том, что все кривые IV должны быть одинаковы. В случае их расхождений результативность значительно снижается.

Для решения этой проблемы специалисты компании Alencon Systems создали так называемые DC-DC оптимизаторы. Такие устройства, как SPOT (String Power Optimizer and Transmitter) могут быть установлены в старых солнечных электростанциях, чтобы скорректировать уменьшение выработки электроэнергии. Alencon SPOT применяет один метод MPPT для каждого фотоэлектрического стринга в результате чего их суммарный показатель получается значительно больше, чем если бы MPPT был применен ко всей системе целиком.

В Alencon также разработали математическую модель для оценки того, насколько можно повысить эффективность разных фотоэлектрических стрингов, основываясь на анализе кривых IV. Подобное моделирование поможет лучше понять, какую финансовую отдачу может принести установка оптимизаторов.

В компании уверены, что на новую технологи стоит обратить особенное внимание солнечным девелоперам, чьи электростанции функционируют много лет, поскольку она позволяет реально увеличить выработку энергии, а следовательно и прибыль.

Источник: solarpowerworldonline.com