„Optimalizační kouzlo“ PV optimalizátorů: Odkud pochází navíc energie?

V PV systém, moduly pracující do série jsou jako články v řetězu, kdy každý následuje za druhým. Pokud jakýkoli jednotlivý modul pracuje pod optimální úrovní, může to snížit účinnost celého systému. Tento jev je v solárním průmyslu známý jako „efekt kbelíku“ – výrobní kapacita celého systému je často určena modulem s nejhorším výkonem. The PV optimalizátor byl vytvořen právě proto, aby tuto omezení odstranil. Vysvětleme si to na konkrétním modelu podrobněji.

Ideální scénář: Moduly pracují společně pro dosažení maximální účinnosti

Představte si fotovoltaický řetězec složený ze 6 modulů zapojených do série. Ve zcela ideálním prostředí – bez stínění, s rovnoměrným stárnutím a shodnými provozními parametry – všechny moduly efektivně pracují za stejných světelných podmínek.

V tomto případě každý modul dodává stabilní proud 10A (skutečné hodnoty se mohou mírně lišit podle specifikace modulu) a pracuje na napětí 40V. Pomocí vzorce pro výkon (Výkon = Proud × Napětí) je výkon jediného modulu 10A × 40V = 400W. Protože jsou moduly zapojeny do série, proud zůstává po celém řetězci stejný. Celkový výkon 6 modulů je tedy 6 × 400W = 2400W – nejlepší možný výkon tohoto řetězce za ideálních podmínek.

Reálné výzvy: Stínění se stává „slabým článkem“ a způsobuje významné ztráty na účinnosti

V praxi však fotovoltaické systémy zřídka zůstávají v ideálních podmínkách. Problémy jako stín od stromů, stíny budov, nahromadění prachu na modulech nebo místní stárnutí mohou snížit výkon jediného modulu, čímž se stane „slabým článkem“, které zpomaluje celý systém.

Například pokud je jeden modul zastíněn, jeho výstupní proud prudce klesne na 5 A. Vzhledem k povaze sériových obvodů — proud je všude stejný — jsou i ostatní 5 normálně fungujících modulů nuceny pracovat také při 5 A. Výkon každého modulu poté klesne na 5 A × 40 V = 200 W a celkový výkon celého řetězce spadne na 6 × 200 W = 1200 W, což je pouze polovina ideálního výstupu.

Aby se tomu předešlo, jsou solární panely obvykle vybaveny "bypass diodami". Pokud panel nefunguje správně, dioda tento panel "obtéká" (tj. přeskakuje), čímž umožňuje proudu procházet přímo dalšími panely. V tomto případě panel, který je obtékaný, přestává generovat energii, zatímco zbývajících 5 panelů může pokračovat v normální činnosti při 10A, což znamená celkový výkon 5 × 400W = 2000W. I když je to lepší než předchozí scénář, výkon jednoho panelu je zcela ztracen, což zanechává prostor pro zlepšení účinnosti systému.

Optimalizační řešení: PV Optimalizátory překonávají omezení a snižují ztráty výkonu

Klíčovou funkcí optimalizátoru od společnosti SUNGO je PV umožnit každému panelu, aby "dodal své nejlepší", aniž by problémy jednotlivých panelů ovlivnily celý systém. Sleduje provozní stav každého panelu v reálném čase a přesně upravuje napětí a proud, čímž problematické panely udržuje co nejvyšší výkon, aniž by ovlivnily výkon ostatních.

Vraťme se k situaci se stíněním: Modul ve stínu původně dodává 5A při 40V, celkem tedy 200W. S PV nainstalovaným optimalizátorem sníží optimalizátor napětí modulu (z 40V na 20V) a zároveň zvýší proud (z 5A na 10A), přičemž výkon modulu zůstává na 200W (10A × 20V = 200W). Zbývajících 5 normálních modulů zůstává neovlivněno a pracuje dále při 10A a 40V, čímž udržuje výkon 400W každý.

Celkový výkon řetězce je nakonec 200W (zastíněný modul) + 5 × 400W (normální moduly) = 2200W. To je o 200W více než u řešení s bypass diodou a o 1000W více než u neoptimalizovaného scénáře, čímž se výrazně sníží ztráty způsobené „slabými články“.

Díky takovým cíleným úpravám PV optimalizátory efektivně překonávají „efekt kýble“ v solárních systémech a umožňují každému modulu maximalizovat svůj výkon za vlastních podmínek. Jsou zvláště vhodné pro složité a snadno zastíněné scénáře, jako jsou střechy a hornaté oblasti, a poskytují silnou podporu pro efektivní a stabilní provoz PV systémy.