Optymalizator mocy paneli fotowoltaicznych – czy warto?

Zakup optymalizatorów mocy paneli fotowoltaicznych wiąże się z dodatkowymi kosztami, ale suma korzyści wynikających z zakupu przedstawia się imponująco:

  • wzrost wydajności instalacji PV
  • zwiększenie bezpieczeństwa
  • regulowanie napięcia DC
  • możliwość wygodnego monitorowania całej instalacji z poziomu aplikacji na telefonie czy komputerze

Optymalizator mocy to nieduże urządzenie elektroniczne przypominające czarną skrzynkę, montowane przy każdym panelu fotowoltaicznym – jest elementem łączącym panel z inwerterem – albo w puszkach przyłączeniowych modułów. To urządzenie, którego podstawowym zadaniem jest zwiększenie wydajności całej instalacji fotowoltaicznej. Moduły ze zintegrowanymi optymalizatorami mocy nazywane są modułami SMART: ich spryt (ang. smart=sprytny,mądry, bystry) polega na tym, że oprócz podstawowej roli produkcji prądu elektrycznego, mają dodatkowe funkcje: optymalizatora mocy, monitoringu i bezpieczeństwa. 

Jak działa optymalizator mocy paneli fotowoltaicznych

Optymalizator wymusza pracę w punkcie mocy maksymalnej MPP (ang. Maximum Power Point)na poziomie pojedynczego modułu. Oznacza to, że urządzenie wyszukuje maksymalny punkt mocy co przyczynia się do zwiększenia mocy wyjściowej pojedynczego modułu, a tym samym do zwiększenia uzysków z modułu. MPPT – ang. Maximum Power Point Tracking – to skrót odnoszący się właśnie do optymalizatorów, które zostały wyposażone w specjalny elektroniczny algorytm, pozwalający na nieustanne śledzenie MPP napięcia elektrycznego w panelach fotowoltaicznych. 

Fakt, że optymalizator mocy wymusza pracę w punkcie MPP na poziomie pojedynczego modułu ma znaczenie kluczowe. Moduły fotowoltaiczne budowane są z szeregowo połączonych ze sobą pojedynczych ogniw słonecznych, co oznacza, że cały moduł działa tak dobrze, jak jego najsłabsze ogniwo. Wystarczy zatem, że jedno ogniwo jest niekorzystnie zacienione, a skutkuje to spadkiem wydajności nie tylko całego modułu, ale i całej instalacji. Naraża nas to na duże straty w uzysku energii, mimo że pozostałe panele są właściwie wyeksponowane na działanie promieniowania słonecznego. Optymalizator mocy PV sprawi, że zacienienie jednego panelu, nie będzie wpływać na spadek wydajności całego łańcucha – pozostałe panele będą działać ze standardową mocą.

Kiedy warto kupić optymalizatory mocy do fotowoltaiki

Specjaliści zalecają, żeby nie wahać się przed zakupem optymalizatora mocy, gdy:

  • Panele fotowoltaiczne rozmieszone są na tzw. trudnym dachu. Oznacza to, że są rozmieszczone na dachu wielospadowym o nie najkorzystniej nachylonych połaciach i są ulokowane pod różnymi kątami.
  • Część paneli usytuowana jest na dachu, a część na gruncie.
  • Mimo usilnego poszukiwania optymalnego miejsca posadowienia instalacji fotowoltaicznej, mamy do czynienia z tzw. przesuwającym się cieniem, który związany jest z obecnością w przestrzeni stałych barier architektonicznych czy przyrodniczych i sprawia, że w ciągu dnia wszystkie moduły fotowoltaiczne (lub ich części) po kolei mogą ulegać okresowemu zacienieniu. Jeśli mamy do czynienia z zacienieniem, którego nie sposób usunąć, bo wiąże się z obecnością w przestrzeni stałych barier związanych z gruntem, uzyski z instalacji fotowoltaicznej z optymalizatorem mocy, mogą być wyższe nawet o 20% w porównaniu do instalacji bez optymalizatorów.
  • Nasza instalacja składa się z paneli fotowoltaicznych o różnym stopniu wydajności. Tak dzieje się, kiedy jest ona zbudowana z używanych paneli albo częściowo z paneli nowych, a częściowo używanych.

Jeśli nasza instalacja fotowoltaiczna posadowiona jest na idealne równym terenie, kąt padania promieni słonecznych na poszczególne moduły jest identyczny i żadnemu z modułów nie zagraża cień rzucany przez  nieusuwalne stałe bariery związanych z gruntem, można rozważyć rezygnację z optymalizatorów. 

Czy optymalizatory mocy paneli fotowoltaicznych są drogie

Cena pojedynczego optymalizatora to średnio kilkaset złotych, ale można znaleźć także modele tańsze. Kiedy chcemy stworzyć  moduły SMART, cenę pojedynczego optymalizatora należy przemnożyć przez liczbę użytkowanych paneli. Jeśli założymy, że gospodarstwo domowe (rodzina z dwójką dzieci) zużywa rocznie od 4000 do 6000 kWh, to dla takiego gospodarstwa wystarczy instalacja generująca energię elektryczną o mocy szczytowej od 4 do 6 kW. Ustalając roczne zapotrzebowanie na prąd np. na 4500 kWh, dzielimy tę wartość przez roczny uzysk (4500:335), co da nam 14 (13,4) paneli fotowoltaicznych. Doliczamy do każdego z paneli cenę optymalizatora (np. 14 optymalizatorów razy 300 PLN = 4200 PLN). 

Który optymalizator mocy wybrać

Głównymi graczami na rynku optymalizatorów fotowoltaicznych są marki SolarEdge, Tigo i HoneyBee.  Optymalizatory Tigo i HoneyBee współpracują z większością inwerterów dostępnych na rynku. Optymalizatory SolarEdge współpracują wyłączne z  inwerterami SolarEdge – to zintegrowany system. 

Podsumowanie

Decydując się na zakup optymalizatorów fotowoltaicznych, musimy liczyć się wprawdzie ze wzrostem kwoty, jaką jednorazowo musimy zainwestować w naszą przydomową elektrownię słoneczną, ale suma korzyści wynikających z tego wydatku zdecydowanie przemawia za zakupem. 

Autor