Szukaj na tym blogu

wtorek, 30 kwietnia 2013

Falownik - Mikro, stringowy czy centralny - który wybrać do instalacji

Z uwagi na wielkość inwerterów, a także sposób konfiguracji podłączonych modułów, można podzielić je na: 

1) mikroinwertery (mikrofalowniki) – współpracujące z jednym modułem fotowoltaicznym, 
Mikrofalownik Aurora micro firmy Power One
Mikrofalownik Aurora micro firmy Power One (źródło power-one.com)

2) inwertery stringowe (falowniki łańcuchowe) – obsługujące w przypadku małej instalacji fotowoltaicznej (1–30kW) wszystkie moduły fotowoltaiczne zazwyczaj wszystkie modułu łączone są jedynie szeregowo. Tylko w przypadku falowników większych mocy niektóre łańcuchy mogą być podłączone między sobą równolegle. 


Falownik aurora trio firmy Power One
Falownik aurora trio firmy Power One (źródło power-one.com)


3) inwertery (falowniki) centralne – inwertery dużej mocy (setek kW a nawet MW) przeznaczone do pracy na farmach fotowoltaicznych. Często jeden inwerter centralny może obsługiwać wszystkie moduły na całej farmie fotowoltaicznej. W przypadku zastosowania falownika centralnego moduły łączone są szeregowo w celu osiągnięcia odpowiedniego napięcia a następnie utworzone łańcuchy łączone są równolegle i zbiorcze przewody łączone są do falownika. 
Falownik ultra
Falownik ultra firmy Power One (źródło power-one.com)

Z uwagi na trzy podstawowe typy falowników można wyróżnić trzy koncepcje współpracy falowników z modułami PV.


falowniki koncepcje
Koncepcja instalacji poszczególnych typów falowników

Z uwagi na wysoką cenę mikrofalowniki są stosowane jedynie w mikroinstalacjach o mocy kilku kW na budynkach zwłaszcza w tedy, gdy istnieje wysokie ryzyko zacieniania modułów. Szczegółowe zalety zastosowania mikroinwerterów zostaną opisane w dalszej części publikacji. W zdecydowanej większości instalacji fotowoltaicznych stosowane są falowniki łańcuchowe, z których można budować zarówno instalacje o mocy kilku kW a nawet setek megawatów. 

6.5 MW farma fotowoltaiczna oparta o 10kW falowniki łańcuchowe.

 6.5 MW farma fotowoltaiczna oparta o 10kW falowniki łańcuchowe.
Choć do dużych instalacji fotowoltaicznych dedykowane są falowniki centralne, które pozwalają obniżyć jednostkowe koszty zakupu i montażu wraz z upowszechnieniem się 3-fazowych inwerterów stringowych coraz częściej nawet na bardzo dużych instalacjach stosowane rozwiązania zdecentralizowane gdzie całą farmę obsługuje kilkadziesiąt a nawet kilkaset falowników łańcuchowych zamiast jednego lub kilku falowników centralnych. Decentralizacja ma kilka zalet główną z nich są: 
  • Większa odporność na awarie gdyż w przypadku uszkodzenia jednego falownika wyłączona z pracy jest tylko niewielka część elektrowni 
  •  Falowniki łańcuchowe są łatwiejsze w zaprojektowaniu i zainstalowaniu 
  • Falowniki łańcuchowe są łatwiejsze w serwisie wymianie 
  •  Każdy z falowników łańcuchowych optymalizuje pracę tylko części modułów, przez co nie jest wymagana tak duża precyzja z zachowaniu identycznej orientacji każdego z rzędów modułów. 


Farma fotowoltaiczne z inwerterami stringowymi
 1,6 MW farma fotowoltaiczna oparta o 12kW falowniki łańcuchowe.

Zwłaszcza w przypadku montaży farmy fotowoltaicznej na terenie pochyłym zastosowanie falownika centralnego jest niewskazane gdyż nawet nieznacznie różne pochylenie modułów PV w poszczególnych częściach farmy obniżałoby wydajność pracy całej farmy. 

Reasumując: 
Mikroinwertery - stosujemy tylko w instalacjach małych mocy (kilka kW) gdy występuje zacienianie modułów PV w instalacji.
Inwertery stringowe -  stosujemy na instalacjach o mocach od kilku kW do megawatowych farm. Przy instalacjach powyżej 5kW wybieramy rozwiązania trójfazowe.W mojej ocenie przy farmach do 2 MW zdecydowanie lepiej zastosować inwertery stringowe niż centralne.
Inwertery centralne - stosujemy na dużych farmach rzędu kilku - kilkudziesięciu megawatów zwłaszcza gdy farma zlokalizowana jest na terenie płaskim z dogodnym dojazdem. Projekt, montaż i serwis w przypadku falowników centralnych zlecamy firmie która miała doświadczenie z tego typu konstrukcjami. 

niedziela, 21 kwietnia 2013

Dokumentacja instalacji fotowoltaicznej.

Powoli lecz sukcesywnie pojawiają się w Polsce instalacje fotowoltaiczne. Niestety na palcach jednej ręki można wyliczyć firmy które w sposób profesjonalny zajmują się montażem tego typu instalacji. Inwestorowi często ciężko zweryfikować fachowość montażu lecz może dopilnować aby przekazana przez wykonawcę dokumentacja była kompletna gdyż minimalne wymagania w tym względzie określa norma  PN-EN 62446:2010. Obowiązkiem a nie dobrą wolą wykonawcy jest wykonanie odpowiednich testów i dostarczenie dokumentacji dla każdej nawet mikro instalacji.

Co taka dokumentacja powinna zawierać:

- miejsce i datę instalacji oraz dane teleadresowe wykonawcy i projektanta
- moc nominalną po stronie AC jak i DC
- informacje o modułach ich liczbie, typie, producencie
- informacje o falownikach ich liczbie, typie, producencie
- informacje o zastosowanej konstrukcji wsporczej
- karty katalogowe urządzeń
- informacje o zastosowanych zabezpieczeniach w instalacji zarówno po stronie AC jak i DC
- informacje o wykonanym uziemieniu oraz połączeniu wyrównawczym
- informacje o zastosowanych przewodach i ich przekrojach 
- schemat połączeń elektrycznych, który w szczególności będzie zawierał informacje o sposobie połączeń poszczególnych modułów i generatora PV z inwerterem, miejsce i rodzaj zastosowanych zabezpieczeń
- wyniki przeprowadzonych po instalacji testów prądu napięcie izolacji zabezpieczeń.

o ostatnim punkcie szerzej napiszę w kolejnym  wpisie. 

niedziela, 7 kwietnia 2013

Moduły fotowoltaiczne - degradacja EVA

EVA (Ethylene-vinyl acetate) - to cienka przeźroczysta warstwa okrywająca ogniwa w module fotowoltaicznym, której zadaniem jest szczelne odizolowanie połączonych ogniw. Zasadniczo powinna być przeźroczysta i niewidoczna dla oczu. Gdy ją zobaczymy oznacza to, że mamy poważne kłopoty gdyż moduły, które kupiliśmy są słabej, jakości i doszło do korozji warstwy EVA. W przypadku zastosowania słabej, jakości warstwy EVA lub nienależytego jej położenia i kapsułkowania oraz przy złej budowie modułu dochodzi do degradacji warstwy EVA. 

Najczęstszym objawem jest zżółknienie a następnie zbrązowienie przestrzeni wokół ogniw po pierwszych kilku latach pracy instalacji.

moduł fotowoltaiczny degradacja EVA
Zżółknienie warstwy EVA zmniejsza światło przepuszczalność i wydajność modułu.

Warstwa EVA może także ulegać miejscowej degradacji. Pojawienie się bąbli to najprawdopodobniej oznaka rozszczelnienia warstwy EVA i przedostania się wody. Pojawiające się na module jasne plamy przekładają się na mniejszą wydajność.

moduł fotowoltaiczny degradacja EVA białe plamy
Jasne plany na module fotowoltaicznych to objaw miejscowego odklejenia się warstwy EVA od ogniwa

Dlatego nie zawsze warto oszczędzać kilka centów na wacie. Bardzo często wyższa cena w przypadku modułów PV jest wynikiem zastosowania lepszych komponentów i dokładniejszego procesu produkcji. Jak pokazują powyższe zdjęcia nie każdy moduł będzie wydajnie pracował 15 czy 25 lat.

środa, 3 kwietnia 2013

Czarne chmury nad europejskim rynkiem inwerterów.


Kilka lat temu na rynku falowników synonimem słowa inwerter była nazwa produktu SMA sunny boy. Przez długie lata wśród producentów inwerterów był SMA i reszta świata. Jeszcze w 2010r. udział SMA w światowej sprzedaży falowników wynosił 40% w 2011r. spadł do 28% a w 2012r. do 25%. Zagrożona jest też pozycja innych marek Niemieckich i produkowanych w europie jak Power one, Kaco, Fronius, Refusol. Rynek producentów coraz bardziej się rozdrabnia a jak na drożdżach rosną nowe chińskie marki, których udział w rynku nie przekracza 2% jednak z uwagi na agresywną politykę eksportową chińskie produkty szybko zdobywają uznanie w Europie zwłaszcza z uwagi na korzystną cenę. Jeszcze kilka lat wstecz udział inwerterów w cenie instalacji był niewielki, przez co szukanie taniego rozwiązania w przypadku tych produktów nie miało większego sensu a niemieckie inwertery mimo wysokiej ceny cechowały się także wysoką niezawodnością. Z tego powodu to moduły stanowiące 80% ceny przyjeżdżały z Chin za to inwertery były kupowane lokalnie w Europie. Obecnie, gdy struktura kosztów instalacji PV radykalnie się zmieniła i moduły stanowią 50% ceny a inwertery 20% szukanie tańszych komponentów wśród falowników przekłada się na realne oszczędności, które są niezbędne zwłaszcza, że wysokość wsparcia w całej Europie znacząco spadła i inwestorów nie stać na zakup inwerterów w cenie 0,2 euro za Wp. Pozycja niemieckich producentów inwerterów staje się o tyle cięższa, że środek ciężkości rozwoju fotowoltaiki zaczyna przenosić się na wschód. Głębokie cięcia w stawkach gwarantowanych cen w Niemczech sprawiają że z 7,5 GW zainstalowanej mocy w 2012r. w tym roku w Niemczech powstanie prawdopodobnie nie więcej niż 2-4 GW. Spadek popytu na rodzimym rynku będzie zmuszał niemieckich producentów do szerszego wejścia na rynki wschodzące środkowo europejskie czy daleko i blisko wschodnie, które są znacznie trudniejsze dla europejskich producentów gdyż są bardzo wrażliwe cenowo i naprawdę trzeba mieć mocne argumenty i wysoką wartość dodaną, aby sprzedawać urządzenia 2 razy drożej od dalekowschodniej konkurencji.