Szukaj na tym blogu

piątek, 4 maja 2012

Dobór mocy inwertera w instalacji fotowoltaicznej


W wielu opracowaniach można znaleźć informacje że moc inwertera po stronie prądu stałego powinna być 1,05 - 1,15 wyższa niż sumaryczna moc maksymalna baterii słonecznych. W mojej ocenie wskaźnik ten dla instalacji zlokalizowanych na większości obszarów Polski (poza wysokimi górami) jest zdecydowanie zawyżony a jego stosowanie prowadzi do nieefektywnej pracy inwertera. W polskich warunkach klimatycznych moduł fotowoltaiczny nigdy (poza wysokimi górami) nie osiągnie mocy nominalnej. Najwyższe wartości natężenia promieniowania słonecznego notowane w Polsce to ok. 850 - 950 W/m2 bardzo rzadko (średnio kilka godzin w roku) notowane są wartości natężenia promieniowania słonecznego w okolicy 1000W/m2. Można więc założyć że nawet w słoneczny typowy dzień warunki natężenia promieniowania słonecznego będą 5 - 15% niższe niż warunki w jakich badane są baterie słoneczne. Dodatkowo przy wysokich wartościach natężenia promieniowania słonecznego rośnie temperatura ogniw do 60 - 70 oC, co przekłada się na spadek mocy rzędu 5 -15% w stosunku do mocy nominalnej baterii słonecznej. Do tego należy uwzględnić spadek mocy na przewodach oraz wynikający z zakurzenia instalacji. Z tego względu w polskich warunkach klimatycznych maksymalna rzeczywista moc instalacji fotowoltaicznej DC nie będzie przekraczać nawet krótko trwało 90% mocy nominalnej a długo trwało 80% mocy wyznaczonej w warunkach STC. Z tego względu w mojej ocenie optymalnie dobrana moc inwertera powinna wynosić 85-90% wartości mocy instalacji.


Przykładowa charakterystyka sprawności inwertera transformatorowego na przykładzie SUNNY BOY 3600 TL firmy SMA

Przyglądając się charakterystyką sprawności inwerterów łatwo zauważyć, że zarówno konstrukcje transformatorowe jak i beztransformatorowe pracują bardzo nie efektywnie w dolnych zakresach mocy. Wyraźny spadek efektywności zaczyna być widoczny przy obciążeniu inwertera mocą poniżej 30% mocy nominalnej. Z tego względu przewymiarowanie mocy inwertera w stosunku do mocy modułów fotowoltaicznych będzie skutkować spadkiem sprawności konwersji prądu stałego na przemienny.

W/m2
kWh/rok

Przybliżony stopień obciążenia inwertera
Wartość
natężenia
promieniowania
słonecznego
Ilość energii
docierająca
do instalacji
w danym
przedziale
natężenia
promieniowania
słonecznego
Procentowy
 udział energii
 w danym
 przedziale
1,1:1
1:1
0,9:1
0,8:1
Stosunek
 mocy
inwertera do
 instalacji PV
900-1000
11,5392
1,10%
0,9-0,8
1-0,9
1-1,1
1,1-1,2

800-900
30,2278
2,89%
0,8-0,7
0,9-0,8
1-0,9
1-1,1

700-800
53,1489
5,08%
0,7-0,6
0,8-0,7
0,9-0,8
1-0,9

600-700
96,1637
9,20%
0,6-0,5
0,7-0,6
0,8-0,7
0,9-0,8

500-600
133,2412
12,74%
0,5-0,4
0,6-0,5
0,7-0,6
0,8-0,7

400-500
170,9248
16,35%
0,4-0,3
0,5-0,4
0,6-0,5
0,7-0,6

300-400
174,6331
16,70%
0,3-0,2
0,4-0,3
0,5-0,4
0,6-0,5

200-300
157,9091
15,10%
0,2-0,1
0,3-0,2
0,4-0,3
0,5-0,4

100-200
148,9584
14,25%
0,1-0
0,2-0,1
0,3-0,2
0,4-0,3

0-100
68,7983
6,58%
0
0,1-0
0,2-0,1
0,3-0,2


Jak pokazuje powyższa tabela znacznie, bo aż 45% energii dociera do instalacji fotowoltaicznej w zakresie niskiego natężenia promieniowania słonecznego 100 - 400 W/m2 to zacznie więcej niż ilość energii, jaka dociera w zakresie wysokiego natężenia promieniowania 700 - 1000 W/m2 gdzie jest to zaledwie niecałe 9%. Z analizy wynika, że każde przewymiarowanie instalacji będzie przyczyniać się do nieefektywnej pracy inwertera przy przetwarzaniu znacznej części energii. Z kolei nie dowymiarowanie inwertera spowoduje efektywniejszą jego pracę przy niskich wartościach nasłonecznienia 100 - 300 W/m2 przy ryzyku wyłączenia i niezagospodarowania zaledwie 1% energii.

Więcej o doborze inwerterów w przygotowywanej książce o małych instalacjach fotwoltaicznych 

1 komentarz:

  1. W instalacjach off grid najcenniejsza jest energia, która dociera do samowystarczalnego systemu zasilania w okresie niskiego nasłonecznienia. To fakt, że zwykle jesteśmy dalecy od optymalnego zarządzania energią, lecz w przypadku odbiorcy "off grid" najważniejsza jest ciągłość zasilania! Temat jest rozległy, lecz jedną z podstawowych cech rozróżniającą sensowne instalacje "on grid" od "off grid", jest kąt nachylenia paneli PV. Optymalny kąt z punktu widzenia energetycznego to w Polsce ok. 35 st względem poziomu. Optymalny dla "off grid" jest znacznie trudniej ustalić, bowiem trzeba wyraźnie zdefiniować funkcję celu. Praktycy zwykle oceniają, że płaszczyzna PV winna zapewniać samoodśnieżanie. nie znam instalacji "off grid", bez rezerwowego źródła zasilania

    OdpowiedzUsuń

Komentarze zawsze są mile wdziane pod warunkiem że są w jakiś sposób związane z tematem i nie są reklamą urządzenia lub usługi.

Jeżeli chcesz zamieścić link "klikalny" użyj kodu HTML

<a href="długi_link"> jakaś_nazwa</a>
(z zachowaniem cudzysłowu)


Jeżeli nie posiadasz konta na Blogerze i zamieszczasz anonimowy komentarz podpisz się