Výkonové optimizéry pre fotovoltaiku – kedy sú vhodné/výhodné?

Rýchla odpoveď pre tých, ktorým sa nechce čítať: málokedy až výnimočne. Nie je to univerzálny „zázrak“, aj keď o výkonových optimizéroch je možné nájsť na internete veľa výhod – ako je to však naozaj, nie sú to len marketingové zveličenia?

Najskôr však trochu teórie: na „vyťaženie“ maximálneho výkonu fotovoltaických panelov je potrebný tzv. MPPT (maximum power point tracking). Panely sa štandardne zapájajú sériovo do stringu (poľa) – a pri MPPT v meniči pre string/pole panelov nie je celkový (maximálny) výkon takéhoto stringu/poľa panelov súčtom výkonov jednotlivých panelov v stringu, ale násobkom výkonu panelu s najnižším výkonom. Inak povedané, „najslabší“ panel brzdí všetky ostatné v danom stringu.

• Dnes majú meniče MPPT na veľmi pokročilej úrovni. A fotovoltaické panely majú už dlhé roky tzv. „by-pass“ diódy, ktoré keď vyhodnotia, že daný panel by mal brzdiť celý string, tak ho „premostia“ a vypnú zo stringu. Navyše, tiež už nejaký čas sú takéto by-pass diódy na paneloch samostatne pre hornú a spodnú polovicu panelu.

Je ešte priestor niečo vylepšiť? Koncept výkonových optimizérov je optimalizácia celkového výkonu fotovoltaiky presunutím MPPT z úrovne meniča na úroveň panelov, teda vyťažiť z každého jedného „čo-to-dá“. Pekná myšlienka. Takýto „tuning“ fotovoltaických panelov je však niečo za niečo, nemá to len výhody a nie je to zadarmo.

• Výkonové optimizéry nemajú dokonalú 100% účinnosť bez akýchkoľvek strát. Síce ich účinnosť je vysoká – bežne 97-98% – ale aj to sú drobné vlastné straty. Tiež majú optimizéry vlastné káble, aj keď sú to desatiny percenta strát na všetkých tých kábloch a konektoroch navyše, nula to nie je.

• Výkonové optimizéry niečo stoja, ich cena je okolo 70 € na panel.

• Opomenúť nemožno ani to, že čím viac komponentov fotovoltaiky – tým viac možností, že sa niečo pokazí.

A teraz ide o to, či výhody a prínosy optimizérov (zvýšením produkcie fotovoltaiky) prevažujú nad tými drobnými stratami výkonu na optimizéroch a ich cenou.

Modelový príklad pre lepšie pochopenie fungovania optimizérov: strecha s komínom v strede

• Výkon panelov bez optimizérov s MPPT v meniči.



• By-pass dióda „odopne“ tieňom zasiahnutú polovicu panelu. Ostatné fungujú bez obmedzení.

• Výkon panelov s optimizérmi s MPPT na úrovni panelov.



• Optimizér „vyťaží“ zatienený výkon z panelu, ale z celého, teda ak by bola napríklad zatienená len horná polovica panelu, optimizér ovplyvní celý panel ako taký.

• V takejto situácii je prínos optimizérov otázny, problematický a diskutabilný. Aj keby nič nestáli. Vzhľadom na ich cenu sú však tieto prínosy v takýchto situáciách väčšinou nižšie ako náklady na optimizéry.

Papierové výhody optimizérov

• Tienenie panelov: veľmi závisí od rozsahu tienenia panelov, či má význam „dolovať“ aj ten zatienený/slabý výkon z malej časti panelov, hlavne ak je to zrána a navečer, kedy je produkcia panelov tak-či-tak menšia.

• Nesúlad panelov: pri rovnakých paneloch neopodstatené (vzhľadom na drobné straty optimizéru a jeho náklady), má význam, len ak sa v stringu skombinujú rôzne panely (s rôznym výkonom).

• Sledovanie výkonu na úrovni panelov: znie to zaujímavo, ale po čase sa z tohto stane „fičúra“, ktorá vás prestane baviť, lebo budete vidieť v podstate stále to isté.

V akých situáciách sú však optimizéry vhodné

• Na zváženie ak sú na paneloch počas dňa blízke tiene, ktoré zasahujú viacero panelov, napríklad z komínov, satelitov, vikierov, a je potrebné využiť aj takéto problematické časti strechy. Pritom opäť, dlhšie tiene zrána a k večeru nie sú tak podstatné a dôležité, vtedy panely neprodukujú veľa.

• Veľmi vhodné až nevyhnutné ak sú panely orientované na 3 strany, ktoré je potrebné zapojiť do 2 MPPT vstupov meniča. V takomto prípade je potrebné „zlúčiť“ panely orientované na dve strany do jedného vstupu. A bez optimizérov by sa tie slabšie odopínali alebo v hraničných situáciách by brzdili výkonnejšie.

Optimizéry SolarEdge, Huawei

• Optimizéry SolarEdge musia byť použité na všetkých panelov vo všetkých stringoch.

• Optimizéry Huawei môžu a nemusia byť použité v jednotlivých stringoch, ale keď sa už použijú, v danom stringu musia byť na všetkých paneloch, nie je možné ich dať len na niektoré panely.

• Aj SolarEdge aj Huawei fungujú len s ich vlastnými meničmi, nie sú kompatibilné so žiadnymi inými meničmi.

Optimizéry TIGO