Cu siguranță ați aflat deja că atunci când panourile fotovoltaice produc energie electrică curată și gratuită, aceasta este de fapt curent continuu (CC), în timp ce toate echipamentele din locuința dumneavoastră consumă curent alternativ (CA).
Pentru a putea folosi energia produsă, este necesară o transformare a curentului, proces care are loc de obicei în invertoare. Deși invertoarele centralizate sau in string au dominat piața de-a lungul multor ani, folosirea optimizatoarelor de putere și a microinvertoarelor capătă o popularitate crescândă. Această tendință poate determina schimbări mici sau semnificative ale schemei prezentate anterior, în funcție de fiecare caz în parte.
În continuare, vă vom explica caracteristicile, avantajele și dezavantajele fiecărui sistem.
Ce sunt optimizatoarele de putere?
Instalăm panouri solare cu optimizatoare SolarEdge
Optimizatoarele de putere se montează pe acoperiș, la fel ca panourile solare. În general, se utilizează câte un optimizator pentru fiecare panou solar, deși există sisteme care permit conectarea mai multor panouri la un singur optimizator.
Rolul optimizatorului NU este să inverseze curentul și să-l transforme în curent alternativ (lucru realizat de invertorul central), ci să optimizeze și să maximizeze acest curent.
Cu alte cuvinte, optimizatoarele lucrează împreună cu un invertor central, aducând o eficiență energetică sporită la nivel global, cu o producție mai mare și atenuând probleme precum umbrele parțiale care pot afecta producția panourilor solare (obstacole pe acoperiș, excremente de păsări etc).
Există sisteme, cum ar fi SolarEdge, care externalizează toate componentele electronice legate de MPPT-uri în optimizatoarele lor, oferind o flexibilitate mare și monitorizare individuală a panourilor, deși necesită utilizarea optimizatoarelor pentru toate panourile. Alte optimizatoare de putere pot fi montate doar pe anumite panouri din instalația fotovoltaică (în locurile unde sunt considerate necesare).
Astfel, putem instala optimizatoare, de exemplu, numai pe două panouri afectate de umbra aruncată de un coș de fum pe acoperiș, în anumite momente ale zilei.
Si ce este un microinvertor?
Deși la prima vedere pot părea similare și se instalează în aceeași locație ca optimizatoarele, microinvertoarele sunt foarte diferite.
Putem să ne gândim la ele ca la „multe mici invertoare centrale”. Adică, eliminăm invertorul central din instalația fotovoltaică și folosim „invertoare individuale” pentru fiecare panou fotovoltaic. Astfel, microinvertorul transformă curentul electric continuu provenit de la panouri în curent alternativ.
Desigur, prin individualizarea producției fiecărui panou, microinvertoarele au efecte similare cu cele ale optimizatoarelor, cum ar fi atenuarea impactului umbrelor.
Cu toate acestea, deși nu există un invertor central, microinvertoarele trebuie să transmită datele către un dispozitiv care să servească drept „comandă centrală” a sistemului, colectându-le și înregistrându-le în aplicația de monitorizare. Renumitul producător Enphase furnizează un astfel de dispozitiv, numit „Envoy”.
Avantajele instalării optimizatoarelor sau microinvertoarelor:
Analizăm ce opțiune se adaptează cel mai bine nevoilor dvs.
Așa cum am menționat în alte ocazii pe blogul SOLARIX, nu totul se reduce la puterea instalată. Există soluții pentru fiecare situație în parte, motiv pentru care este esențial să aveți un proces de inginerie în spatele proiectului, pentru a alege cea mai bună soluție pentru situația dumneavoastră specifică.
Beneficiile pe care le pot oferi atât optimizatoarele de putere, cât și microinvertoarele sunt:
- Eliminarea efectului „missmatch”: anumite acoperișuri prezintă variații de înclinație și/sau orientare. În acest caz, dacă am conecta toate panourile în serie, cele care produc cel mai puțin într-un anumit moment ar limita producția celorlalte. Optimizatoarele și microinvertoarele împiedică reducerea eficienței unor panouri din cauza altora, permițând obținerea unui randament maxim pentru fiecare panou fotovoltaic în parte.
- Diminuarea efectelor umbrelor: așa cum am menționat anterior, umbrele pot afecta panourile și, în absența optimizatoarelor într-o instalație cu invertor central, ar putea compromite performanța celorlalte panouri care nu sunt afectate de aceste umbre.
- Monitorizare mai detaliată a sistemului: dacă aveți o monitorizare care vă arată în timp real producția fiecărui panou, este mult mai ușor să identificați, de exemplu, o scădere a performanței unui anumit panou. Acest lucru vă ajută să depistați murdăria de pe panouri sau orice posibilă defecțiune.
- Mai multă energie disponibilă: fie pentru că procesul de transformare a curentului continuu în curent alternativ în microinvertoare este mai eficient, fie pentru că o instalație cu invertor central și optimizatoare va avea un randament mai mare decât una fără acestea, este adevărat că producția totală a sistemului dvs. solar va fi mai mare cu oricare dintre aceste două opțiuni decât fără niciuna.
- Sistem rezistent la defecte, în special în cazul microinvertoarelor: dacă un panou se defectează sau, și mai rău, dacă un microinvertor se strică, instalația va continua să funcționeze cu o pierdere de randament corespunzătoare. Nu este nevoie să precizăm că, dacă aveți un invertor central, în cazul unei defecțiuni, întregul sistem va fi „nefuncțional”.
Dezavantajele ambelor sisteme
Bineînțeles, așa cum se întâmplă întotdeauna când alegem o tehnologie sau alta, există avantaje… și dezavantaje. Prin urmare, este important să le cunoaștem pentru a ști când este cu adevărat util să optăm pentru fiecare dintre ele.
Acestea sunt dezavantajele asociate cu utilizarea optimizatoarelor și microinvertoarelor:
- Costuri mai mari: în general, ca și componente „extra” ale instalației în cazul optimizatoarelor, dar și în cazul microinvertoarelor care înlocuiesc invertorul central, costurile instalațiilor, pentru 6 panouri sau mai multe, tind să fie mai mari. Este adevărat că în sectorul rezidențial această diferență s-ar putea să nu fie foarte mare și că, în ciuda costurilor mai mari, creșterea eficienței poate duce la o perioadă de recuperare a investiției mai scurtă.
- Mai multe componente, mai multe riscuri de defecțiuni: adăugând elemente în sistemul fotovoltaic, crește probabilitatea de apariție a defecțiunilor. De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că plasarea componentelor critice pe acoperiș, zona cea mai expusă la condiții meteorologice nefavorabile, poate amplifica această problemă. Acest lucru este în special adevărat în cazul microinvertoarelor, care conțin mai multe piese, comparativ cu optimizatoarele.
- Mai mult efort necesar pentru întreținere: în timp ce un tehnician poate verifica un invertor central doar intrând în casă, examinarea microinvertoarelor presupune urcarea pe acoperiș și desfășurarea de operațiuni de întreținere pentru un număr mai mare de dispozitive. Prin urmare, întreținerea implică un efort suplimentar și poate fi mai costisitoare.
Optimizatoare sau microinvertoare… ce să alegeți?
V-am prezentat deja caracteristicile ambelor sisteme, dar, când vine vorba de alegerea între optimizatoare sau microinvertoare… probabil vă întrebați pe care să le alegeți. Să analizăm ambele dispozitive, făcând o comparație directă:
Avantajele oferite de optimizatoare
- Investiția inițială: este adevărat că, în prezent, o instalație fotovoltaică care utilizează microinvertoare necesită o investiție inițială mai mare decât una cu optimizatoare de putere. Un sistem cu microinvertoare poate fi mai economic doar în cazul instalațiilor mici, cu 2-4 panouri.
- Costuri de întreținere reduse: referindu-ne la aspectul discutat anterior, mentenanța optimizatoarelor se realizează mai simplu, dat fiind că acestea includ mai puține elemente electronice în interiorul lor. Conversia de la curent continuu la cel alternativ implică mai multe componente electrice și poate necesita actualizări de software.
- Integrarea bateriilor: în general, ambele sisteme sunt compatibile cu bateriile. Cu toate acestea, microinvertoarele, datorită modului de funcționare diferit (bateriile funcționează în curent continuu), oferă mai puține opțiuni și reprezintă o soluție mai complexă pentru stocarea energiei.
Avantajele competitive ale microinvertoarelor
- Posibilitatea de a extinde sistemul: fără îndoială, este unul dintre cele mai mari avantaje ale microinvertoarelor. Deoarece nu au restricții de putere ca un invertor central, puteți adăuga oricâte panouri aveți nevoie. Cu toate acestea, o proiectare bună ar trebui să țină cont de consumul casei dvs. și, dacă se preconizează creșteri de consum pe termen lung, se poate instala un invertor central cu puțină putere suplimentară… însă, fără îndoială, nu întotdeauna putem anticipa toți factorii. Flexibilitatea microinvertoarelor este un aspect important de luat în considerare.
- Siguranța: un alt aspect interesant în cazul microinvertoarelor. Prin montarea lor pe fiecare panou și convertirea curentului continuu în curent alternativ la nivelul acoperișului, se evită tensiunile ridicate pe acoperiș și chiar în interiorul casei. Aceste tensiuni pot varia între 600-1000V în sistemele fără microinvertoare.
- Instalație „adaptabilă”: deși am menționat că adăugarea mai multor elemente în sistem crește probabilitatea apariției defecțiunilor, trebuie să subliniem că, în general, o instalație cu microinvertoare va continua să producă energie în caz de defecțiune. Nu există un invertor central care, în caz de avarie, să oprească întregul sistem.
Concluzii cu privire la comparația între optimizatoare și microinvertoare:
La SOLARIX, în ansamblu, credem că optimizatoarele sunt mai avantajate în ceea ce privește această comparație, deoarece beneficiile lor sunt suficient de importante pentru a fi alese în detrimentul microinvertoarelor, în majoritatea cazurilor. Cu toate acestea, așa cum am menționat în repetate rânduri, trebuie să evaluăm fiecare situație în parte.
După cum am subliniat anterior, considerăm că anumite caracteristici precum „flexibilitatea” microinvertoarelor pot fi compensate în sistemele cu invertor central printr-o proiectare ingenioasă.
Când ar fi mai potrivită utilizarea microinvertoarelor?
În special în cazul instalațiilor mici cu până la 6 panouri solare, deoarece nu există o varietate mare de opțiuni pentru modelele de invertor central, ceea ce limitează flexibilitatea acestora.
Dacă aveți un consum redus, doriți să obțineți o scădere moderată a facturii sau doar să testați energia solară fotovoltaică, microinvertoarele vă permit să instalați câteva panouri solare într-un mod simplu și ușor. Pe parcurs, puteți mări instalația dacă este necesar.
Informații suplimentare: probleme de comunicare legate de sistemul „PLC”
Montăm panouri solare pe acoperișul locuinței dvs.
În cele ce urmează, ne propunem să discutăm un aspect suplimentar, astfel încât să furnizăm informații mai detaliate și valoroase, nu doar un articol superficial cu scopul de a atrage vizitatori.
Există un alt motiv care ne determină să preferăm optimizatoarele în detrimentul microinvertoarelor. Fiți atent, deoarece informațiile pe care le vom prezenta sunt prețioase și nu se întâlnesc des pe internet.
Enphase a publicat pe site-ul lor web un document numit „Microinverter Power Line Communication (PLC) Troubleshooting”. Acest document abordează problemele de comunicare ale microinvertoarelor Enphase, cauzate de interferențele electrice.
Pentru a înțelege mai bine acest fenomen, trebuie să știți că atât microinvertoarele, cât și optimizatoarele comunică cu o unitate centrală (Envoy/Invertor) prin intermediul sistemului PLC (Power Line Communication).
PLC (Power Line Communication) se referă la comunicarea prin intermediul liniilor electrice existente. Această tehnologie este folosită pe scară largă. Diferența constă în faptul că, pentru microinvertoare, aceste linii sunt de curent alternativ (AC), iar în cazul optimizatoarelor sunt de curent continuu (DC).
Conform informațiilor furnizate de producător, microinvertoarele pot întâmpina probleme de comunicare cu Envoy, deoarece unele echipamente electrocasnice uzuale generează zgomot electric la frecvențe similare celor utilizate de microinvertoare.
„Tulburările în circuitul AC pot fi atât de puternice încât Envoy nu poate comunica eficient cu microinvertoarele”, aspect menționat în documentul tehnic.
Mai departe, documentul enumeră o serie de dispozitive care pot provoca această problemă: de la cuptoare cu microunde la becuri fluorescente, frigidere, calculatoare și altele. De asemenea, se menționează că în multe cazuri problema nu apare imediat după instalarea sistemului cu microinvertoare, ci ulterior, când clientul achiziționează un nou electrocasnic sau când echipamentele vechi încep să genereze acest zgomot, apărând astfel dificultăți în comunicarea dintre microinvertoare și Envoy.
Recomandări pentru evitarea problemelor de comunicare
În documentația tehnică furnizată de Enphase, sunt prezentate câteva recomandări pentru a evita această problemă:
- Montarea unui tablou electric secundar pentru panourile fotovoltaice, Envoy și întrerupătoarele de curent alternativ.
- Păstrarea unei lungimi cât mai scurte a cablului de conexiune dintre Envoy și microinvertoare.
- Crearea unei prize separate pentru Envoy (evitând utilizarea circuitelor comune cu alte aparate).
- Fixarea inelelor toroidale de ferită pe conductoarele care conectează fiecare fază la tabloul electric principal. Inelele de ferită contribuie la „filtrarea” zgomotului electromagnetic.
- Instalarea unui dispozitiv de cuplare a circuitelor în cazul sistemelor trifazate.
Atenție, deoarece aceasta nu este o problemă nesemnificativă. La SOLARIX, am estimat că aceste „practici recomandate”, ar putea implica un cost suplimentar pentru fiecare instalație fotovoltaică cuprins între 400 și 1.200 €, în funcție de caz.
Dar… numai probleme „de comunicare”?
La o primă vedere, problemele de comunicare ar putea părea neimportante. Până la urmă, dacă știm că instalația noastră funcționează corect, întârzierea în primirea informațiilor de la unele panouri nu pare a fi foarte relevantă.
Cu toate acestea, problema ar putea fi mai serioasă decât ceea ce producătorul este dispus să admită.
Se poate ca dispozitivul Envoy să se deterioreze prematur. Cel puțin asta susțin unii colegi din domeniu, cu experiență în microinvertoare, care au raportat defecțiuni și nevoia de a înlocui acest dispozitiv după numai cinci sau șase ani.
La SOLARIX, dorim ca această informație să fie tratată cu seriozitate. Fără a intenționa să punem la îndoială un producător de renume, așteptăm să vedem dacă aceste rapoarte privind deteriorarea echipamentului Envoy se confirmă și, în caz afirmativ, cum va răspunde producătorul.
În orice caz, problemele de comunicare sunt o problemă recunoscută, după cum am văzut anterior. Aceasta duce la costuri suplimentare… Ceea ce, în opinia noastră, oferă un avantaj optimizatoarelor atunci când trebuie să alegem între unul sau altul dintre sistemele disponibile.
La SOLARIX, aspirăm să fim compania la care apelați pentru instalații solare fotovoltaice, fie că este vorba de locuințe, companii sau sectorul industrial. Vă rugăm să vizitați site-ul nostru pentru a vedea câteva dintre instalațiile pe care le-am realizat până acum.
