Optymalizator mocy [Czym jest, jak działa, do czego służy]

Dla wielu osób inwestujących w odnawialne źródła energii największym wyzwaniem jest zapewnienie instalacji fotowoltaicznej idealnych warunków pracy. Nie zawsze da się uniknąć cienia, różnego kąta nachylenia modułów lub innych czynników ograniczających wydajność. W takich przypadkach warto przyjrzeć się bliżej tzw. optymalizatorom mocy. Dzięki nim można „wyciągnąć” maksimum energii z każdego panelu z osobna, niezależnie od tego, czy są w pełnym słońcu, czy częściowo zacienione.

Kiedy warto rozważyć montaż optymalizatorów?

• Różne kąty i kierunki montażu paneli
  Dach składa się z wielu połaci, a każda z nich ma inny kąt nachylenia? A może część paneli musi wylądować na elewacji, a inna część na gruncie? To typowe sytuacje, w których optymalizatory pomagają uniknąć spadku wydajności spowodowanego nierównomiernym nasłonecznieniem.
• Zacienienie powodowane przez drzewa, budynki, elementy konstrukcyjne
  Nawet jeśli w danej chwili cień dotyka tylko jednego panelu, instalacja bez optymalizatorów może odczuć to w całości. Z kolei optymalizatory „odseparowują” problematyczny panel od reszty, dzięki czemu nie hamuje on pracy innych modułów.
• Zróżnicowana moc paneli w obrębie jednej instalacji
  Czasami, czy to z powodów technicznych, czy ekonomicznych, inwestor decyduje się na panele o różnych parametrach. W takiej sytuacji słabsze moduły bez optymalizatorów mogą wpływać negatywnie na wydajność mocniejszych. Dodanie optymalizatorów pozwala temu zapobiec.

Czym tak naprawdę jest optymalizator mocy?

Optymalizator mocy to niewielkie urządzenie montowane zazwyczaj przy każdym panelu fotowoltaicznym. Jego główne zadanie polega na:

1. Monitorowaniu i regulacji wydajności konkretnego panela – optymalizator na bieżąco analizuje, jaka moc jest wytwarzana i w jakim stopniu panel jest zacieniony.
2. Odcinaniu skutków „słabszego ogniwa” od reszty instalacji – w tradycyjnym układzie szeregowym jeden zaciniony panel może obniżyć wydajność pozostałych. Dzięki optymalizatorowi każdy moduł pracuje niezależnie.
3. Możliwości wyłączenia paneli w razie awarii – jeśli jeden moduł zaczyna działać nieprawidłowo, optymalizator może go odciąć, zanim problem przełoży się na cały łańcuch fotowoltaiczny.

Warto dodać, że optymalizatory mocy często współpracują z takimi rozwiązaniami jak tzw. monitorowanie na poziomie modułów (module-level monitoring). Dzięki temu możemy śledzić w czasie rzeczywistym, jak radzi sobie każdy panel, i szybko reagować w razie nieprawidłowości.

Dlaczego zacienienie bywa tak groźne?

W idealnym świecie panele fotowoltaiczne są równomiernie nasłonecznione przez cały dzień. Rzeczywistość bywa jednak bardziej skomplikowana. Nawet niewielkie zacienienie potrafi:

• Zmniejszyć produkcję energii nie o kilka, ale czasem o kilkadziesiąt procent, jeśli cień „przebiega” w ciągu dnia po wielu modułach.
• Skrócić żywotność instalacji – gdy jeden panel zostaje mocno obciążony, a jednocześnie spada wydajność całego stringu, dochodzi do wyższych obciążeń i potencjalnego nagrzewania się komponentów.
• Zwiększyć ryzyko usterek – moduły pracujące w niesprzyjających warunkach mogą się przegrzewać lub generować problemy sygnalizowane w inwerterze.

Instalacja optymalizatorów mocy skutecznie ogranicza te zjawiska, pozwalając cieszyć się stabilniejszą produkcją prądu i wyższą efektywnością nawet w trudniejszych warunkach.

Czy optymalizatory są absolutnie zawsze potrzebne?

Wbrew pozorom – nie zawsze. Jeżeli nasz dach lub inna przestrzeń, na której montujemy panele, jest idealnie wystawiona na słońce (bez przeszkód, drzew, kominów czy nietypowych elementów konstrukcyjnych), a wszystkie moduły mają identyczny kąt i moc, wtedy można śmiało rozważyć rezygnację z optymalizatorów. Przy doskonałym nasłonecznieniu i braku cienia różnice w wydajności bywają na tyle małe, że dodatkowy koszt może się zwyczajnie nie opłacić.

Ile kosztują optymalizatory mocy?

Cena jednego optymalizatora waha się zazwyczaj od około 150 zł (dla wersji o mniejszych mocach) do nawet 300–400 zł za modele o wyższej maksymalnej mocy DC. Pamiętajmy, że w większości przypadków dla każdego panelu należy dokupić osobny optymalizator. Jeśli więc masz instalację złożoną z 10 czy 15 paneli, koszty mogą wzrosnąć o dodatkowe kilka tysięcy złotych.

Przegląd dostępnych producentów

Na rynku fotowoltaicznym prym wiodą trzy marki: Tigo, SolarEdge i HoneyBee. Chociaż na pierwszy rzut oka ich rozwiązania różnią się detalami:

• Tigo i HoneyBee pasują do większości inwerterów dostępnych na rynku, więc możemy je zintegrować z istniejącą już instalacją.
• SolarEdge to natomiast kompletny ekosystem – firma oferuje zarówno optymalizatory, jak i dedykowany falownik, który jest z nimi w pełni kompatybilny.

Parametry urządzeń tych trzech producentów są do siebie zbliżone, a wybór konkretnej marki często zależy od preferencji instalatora, kompatybilności z resztą systemu i budżetu inwestora.

Dodatkowe korzyści – ochrona, diagnostyka i wyższa wydajność

Zastosowanie optymalizatorów mocy to nie tylko lepsza praca instalacji w warunkach częściowego zacienienia. Warto też wspomnieć o:

• Bezpieczeństwie: niektóre modele optymalizatorów umożliwiają szybką dezaktywację modułów w razie pożaru lub innej awarii, zwiększając bezpieczeństwo ratowników czy ekip serwisowych.
• Monitoringu pracy instalacji: optymalizatory pomagają w szybkiej identyfikacji ewentualnych problemów z poszczególnymi modułami, co przyspiesza naprawę i serwis.
• Poprawie żywotności paneli: równo obciążone moduły wolniej się starzeją, rzadziej też pojawiają się w nich uszkodzenia spowodowane np. przegrzaniem.