Çatı eğimleri değişiyor mu? Akıllı PV optimizörleri, her modülün tam kapasitede çalışmasını sağlar

Birçok hane veya işletme, fotovoltaik sistemler kurarken şu durumla karşılaşabilir: Çatı tek tip değil, aynı çatıda farklı eğim açıları bulunuyor. Örneğin, bazı bölgeler 30°, diğerleri ise 10° eğime sahip. Böyle karmaşık çatı yapıları, aslında fotovoltaik enerji üretiminde gizli "küçük sorunlar" yaratabilir.

Neden farklı eğim açıları etkiye sahiptir? Bu durum, fotovoltaik modüllerin güç üretme prensibiyle başlar. Fotovoltaik modüllerden üretilen akım, aldıkları güneş ışınımı şiddetinin doğrudan etkisindedir ve eğim açısı ışınımın emilimini etkileyen temel faktörlerden biridir. Uygun bir açıyla modüller daha fazla güneş ışığını etkili bir şekilde emebilir; ancak açı çok yatay ya da çok dikey ise, emilen ışınım miktarı azalabilir.

Diyelim ki çatı alanından en iyi şekilde yararlanmak istiyoruz ve eğimi 30° ve 10° olan alanlara yerleştirilmiş fotovoltaik modülleri seri bağlayarak bir dizi oluşturuyoruz. Bu durumda bazı problemler ortaya çıkar: 30° eğimli modüllerin daha yüksek ışınım aldığını ve 10A akım üretebildiğini varsayalım. Böylece her bir modül, 40V çalışma voltajında 400W (40V × 10A = 400W) tam güç üretimi sağlayabilir. Oysa 10° eğimli modüller, daha düşük ışınım nedeniyle yalnızca 8A akım üretebilir.

Ancak seri devrelerin bir özelliği vardır: Tüm devrenin akımı "minimum akım" ile belirlenir. Diğer bir deyişle, bu dizide bulunan tüm modüllerin çalışma akımı 8A ile sınırlı olacak, yani 10° modüllerin akımı olacaktır. Bu durum, 30° modüllerin güç üretimine "sınırlama" uygular: orijinalde 400W olan modüller bu durumda yalnızca 40V × 8A = 320W çıkış verebilecektir. Dizide 8 modül varsa (2 tanesi 10°, 6 tanesi 30°), dizinin toplam gücü 320W × 8 = 2560W'a düşer ve güç üretim verimliliği önemli ölçüde azalır.

Bu noktada, akıllı PV optimizörler kurtarma rolünü oynayabilir. Modüller üzerine optimizörler kurularak her modülün çalışma durumu bağımsız olarak ayarlanabilir: 10° modüllerin voltajı düşürülerek 8A'lik akımları 10A'a çıkarılır, 30° modüller ise orijinal 10A'lik akımlarını serbest bırakarak 400W'lık tam güç çıkışını sürdürür. 2 adet 10° ve 6 adet 30° modülden oluşan aynı string örneğine bakıldığında toplam güç 320W × 2 + 400W × 6 = 3040W olur. Önceki 2560W ile karşılaştırıldığında bu, güç üretimindeki kaybın %18,75'inin geri kazanılmasına eşit olur.