Szukaj na tym blogu

niedziela, 24 listopada 2019

Czy niskie napięcie startu falownika ma uzasadnienie?

Panuje przekonanie że im niższe napięcie startu falownika fotowoltaicznego tym lepiej gdyż szybciej zacznie on pracę i przez to wyprodukuje więcej energii szczególnie rano. Teza ta wydaje się logiczna. Wcześniejsza praca to więcej godzin pracy a co za tym idzie większe uzyski energii. Niemniej jednak jeśli byłaby ona prawdziwa producenci falowników w zdecydowanej większości dążyłby do obniżania napięcia startu i pracy. Tak się jednak nie dzieje z kilku powodów a jednym z nich jest eliminacja pracy falownika przy zasilaniu energią z sieci. 

Aby to wyjaśnić warto przypomnieć jak zmienia się napięcie oraz prąd modułu fotowoltaicznego wraz ze zmianami natężenia promieniowania słonecznego.

Zależność prądu i napięcie na module PV w zależności od natężenia promieniowania słonecznego
Zależność prądu i napięcie na module PV w zależności od natężenia promieniowania słonecznego
Prąd zmienia się praktycznie prostoliniowo to znaczy że dwa razy wyższe natężenie promieniowania słonecznego generuje dwa razy wyższy prąd i odwrotnie. Z kolei napięcie przy wysokich wartościach natężenia promieniowania słonecznego zmienia się nieznacznie i jest bliskie napięciu nominalnemu (tu temperatura ma duże znaczenie). Jednak jeżeli natężenie promieniowania słonecznego zaczyna przyjmować bardzo niskie wartości a szczególnie poniżej 200 W/m2 napięcie także zaczyna wyraźnie spadać. W konsekwencji przy ok 100 W/m2 wartość prądu wynosi prawie dokładnie 10% wartości nominalnej prądu z kolei napięcie ok 50-60% wartości nominalnej. Znaczenie ma tu rezystancja szeregowa i równoległa ogniwa i nie każde ogniwo będzie przyjmować dokładnie te same wartości. Niemniej jednak konsekwencją tego stanu rzeczy jest fakt że przy 10 % nominalnego natężenia promieniowania słonecznego moduł PV jest w stanie generować jedynie ok 5% mocy nominalnej a przy 5 % nominalnego natężenia promieniowania słonecznego moduł PV jest w stanie generować jedynie ok 1,5 % mocy nominalnej. - > krzywoliniowa zmiana. 

Warto także dodać że krzywa prądowo - napięciowa przy bardzo niskim natężeniu promieniowania słonecznego wygląda odmiennie od tej z warunków STC.
Porównanie charakterystyki prądowo - napięciowej w warunkach STC i przy bardzo niskim natężeniu promieniowania słonecznego
Porównanie charakterystyki prądowo - napięciowej w warunkach STC i przy bardzo niskim natężeniu promieniowania słonecznego 
W praktyce przy bardzo niskim natężeniu promieniowania słonecznego poniżej 100 W/m2 falownik w praktyce pracuje bardzo blisko napięcia obwodu otwartego co w konsekwencji powoduje że pozyskiwana przez niego moc z modułów PV jest jeszcze niższa od mocy teoretycznej. W rzeczywistości rozpoczęcie pracy przez falownik przy bardzo niskim napięciu np. poniżej 150 V dla falownika trójfazowego może oznaczać że o poranku moc możliwa do pozyskania z modułów PV będzie mniejsza niż ta potrzebna do zasilenia jego obwodów co w konsekwencji prowadzi do sytuacji w której falownik zamiast produkować energii i wprowadzać ją do sieci musi ją z niej pobrać aby się zasilić. Dlatego też podnoszenie argumentów że niższe napięcie startu jest korzystniejsze można potraktować jako chwyt marketingowy. Bardzo często pobór energii z sieci przez falownik jest maskowany przez oprogramowania które nie pozwala na przyjmowanie wartości ujemnych dla produkcji energii.

20 komentarzy:

  1. Wpływ ma to nie tylko na fotowolatikę ale też na kredyty - ciężko wziąść kredyt żeby kupić materiały ETC.

    OdpowiedzUsuń
  2. Nie zgodzę się ww tekstem. Niskie UDC może mieć zastosowanie i być nawet niezbędne do pracy z dwoma lub trzema panelami z wystawą na wschód. Typowy falownik nie uruchomi się, bo zestaw nie osiągnie 150v, ale przez 3-4 godziny mógłby zapewnić bardzo dużą moc.

    OdpowiedzUsuń
  3. Cenne informacje. Wszystko dokładnie przedstawione.

    OdpowiedzUsuń
  4. Bardzo przydatna wiedza, sprzedawcy takich informacji nie przekażą

    OdpowiedzUsuń
  5. Ten artykuł jest zasadny jeśli nasza instalacja ma 1szt PV. Jeśli jest 10 szt. połączonych szeregowo, to natężenie prądu (I) jest niezmienne i wynosi max ok 10A (karta PV), a napięcie 36V/szt. (karta produktu) X 10 szt., czyli 360V przy warunkach STC. Do falownika leci moc P = I x U. Przy słabym naświetleniu, gdy I = np. 2A i U = np. 15V/szt. (proporcjonalnie mniej wg wyższych wykresów) - string będzie miał napięcie 15V x 10szt = 150V. Podstawiając do wzoru P=I x U daje Nam 150V x 2A = 300W. Pomimo słabego naświetlenia falownik uruchomi się i zbierze 300W. Falownik ze startem na np 200V w powyższych warunkach nie odpali się pomimo, iż każdy falownik do uruchomienia urządzenia pobiera napięcie z sieci.
    Podsumowując artykuł OK jeśli omawiamy 1 szt PV. Jeśli jest string z kilku sztuk połączonych szeregowo napięcia sumują się i ma znaczenie, czy falownik uruchamia się przy 140V, czy 220V.
    Dlaczego producenci nie produkują falowników uruchamiających się od zera? Jeszcze na to nie odpowiem, choć gdy zagłębię wiedzę, dam znać

    OdpowiedzUsuń
  6. Świetny tekst! Od roku nie czytałam tak wartościowego i fajnego artykułu.

    OdpowiedzUsuń
  7. Dodajmy do tego że przekaźniki mają ileś tam kliknięć (swój cykl życiowy) i jak osiągną max falownik = przestaje działać. A że przekaźniki są wlutowane w PCB...

    OdpowiedzUsuń
  8. Bardzo ciekawy wpis. Dużo przydatnych informacji.

    OdpowiedzUsuń
  9. Ten wpis jest bardzo ciekawy

    OdpowiedzUsuń
  10. Bardzo ciekawy wpis. Aby osiągnąć najlepszy uzysk z instalacji fotowoltaicznej można zastosować automatykę. Dzięki temu sterowanie będzie w pełni zautomatyzowane, a uzysk będzie największy z panujących warunków

    OdpowiedzUsuń
  11. Niezwykle cenne wskazówki. Rewelacyjny jest ten wpis

    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