Na zlecenie firmy KACO new energy GmbH, zespół z Instytutu Fraunhofer ds. Systemów Energii Słonecznej ISE zbadał, kiedy opłacalny jest falownik z kilkoma niezależnymi wejściami DC (ang. Multi-Maximum Power Point Tracker – MPPT). Rozważono różne konfiguracje systemów słonecznych, scenariusze zacienienia i lokalizacje, a różnice w wydajności między typami urządzeń określono za pomocą symulacji. W badaniu porównawczym inwertery multi-MPPT wykazały niewielkie dodatkowe uzyski, w zależności od zastosowania, które są jednak redukowane przez dodatkowy stopień konwersji wewnętrznej.
Na potrzeby badań wygenerowano syntetyczne modele MPPT na podstawie rzeczywistych parametrów falownika, które miały taką samą sprawność i inne parametry wydajności niż falowniki z pojedynczym MPPT. Porównanie opierało się na dwóch konfiguracjach systemów fotowoltaicznych: systemie dachowym z falownikami 60 kVA oraz systemie otwartej przestrzeni (FFA) opartym na falownikach 165 kVA. Zastosowano moduły z krzemu krystalicznego o mocy 410 Wp oraz generatory fotowoltaiczne o różnych konfiguracjach ustawienia i kątach montażu. Porównano także dwie lokalizacje: Arkona w północno-wschodnich Niemczech o klimacie umiarkowanym oraz Abu Dhabi o klimacie gorącym. Do symulacji uzysku wykorzystano oprogramowanie PVsyst©.
Aby ocenić skutki projektu systemu asymetrycznego, zespół przeprowadził symulacje wydajności systemu dachowego z różnymi konfiguracjami generatorów, przy których zmieniała się długość połączonych równolegle szeregów. W najgorszym przypadku doprowadziło to do utraty niedopasowania 1,05%. rocznie dla pojedynczego MPPT. Różne reprezentatywne scenariusze zacienienia (drzewo przed systemem dachowym, sąsiednie stoły modułowe / systemy śledzące w przypadku systemów otwartej przestrzeni, z różnymi odległościami) uznano za dalsze praktyczne warunki ramowe. Tutaj różnica w wydajności na korzyść multi-MPPT wynosiła od 0,3 (FFA) do 1% (dach) rocznie.
W porównaniu do pojedynczych falowników MPPT, falowniki multi-MPPT wymagają dodatkowego wewnętrznego stopnia konwersji. Generalnie prowadzi to do niższej wydajności falowników Multi-MPPT.
Można zatem założyć, że dodatkowy stopień konwersji z falownikami dwustopniowymi (Multi-MPPT) w porównaniu z falownikiem jednostopniowym (Single-MPPT) zmniejsza, zdaniem grupy badawczej, oczekiwany dodatkowy uzysk.
– W przeciwieństwie do obecnego trendu rynkowego w kierunku falowników multi-MPPT, symulacja w badanych warunkach brzegowych dla jednorodnych systemów otwartej przestrzeni z modułami z krzemu krystalicznego wykazała jedynie minimalną potencjalną dodatkową wydajność po stronie DC. Ponieważ dwustopniowe inwertery multi-MPPT mają zwykle niższy poziom sprawności niż jednostopniowe jednostopniowe inwertery MPPT, nie należy oczekiwać dodatkowej wydajności po stronie prądu przemiennego – mówi Andreas Hensel, lider zespołu elektroniki mocy dla średniego napięcia w Fraunhofer ISE i główny autor badania, podsumowując zarazem wyniki.
Źródło: ise.fraunhofer.de
Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
