Az okos napelem rendszer működése és előnyei

Ha napelem telepítése mellett tettük le a voksunkat, akkor érdemes lehet egyből okos napelem rendszert (másnéven smart napelemet) telepítenünk.

Az okos napelem előnyei

Az alábbi előnyökkel rendelkezik a smart napelem rendszerek telepítése:

• Az energiahozam maximalizálása;
• Megbízható működés;
• Magas árnyéktűrés;
• Egy napelem hibája nem csökkenti a teljes rendszer termelését;
• Egyszerűbb és olcsóbb napelem telepítés;
• Rugalmasabb égtáj elhelyezés;
• Okostelefonra telepíthető alkalmazás a napelemek teljesítményének nyomon követésére;
• Automatikus tájékoztatás az esetleges hibákról;
• A környezeti hatásokkal szembeni kisebb érzékenység.

A hagyományos napelem rendszer működése

A hagyományos napelemes rendszerek sorba vannak kötve, ún. sztringekbe fűzve. Ezáltal a napelem által termelt egyenáram (DC) átalakul a háztartásokban használt váltóárammá (AC), amit az inverter végez el a megfelelő feszültségi szinten.

Ennek az a hátránya, hogy mivel minden napelem össze van kötve, ezért bármilyen szennyeződés vagy árnyék hatására akár egyetlen rosszabbul termelő napelem panel is visszafogja majd az egész rendszer teljesítményét.

Minden napelem 3 cellasorból és 3 bypass diódából áll. Ha egy panelre árnyék vetül vagy szennyeződés kerül, akkor az egész érintett cellasor nem termel majd, hanem fogyasztani fog a diódákkal együtt. Az árnyékos cellasor melegedni kezd, és nem fog áramot termelni, hanem fogyasztóként viselkedik, ezzel csökkentve az egész napelem rendszernek a teljesítményét.

A sztringen belül az egyes napelem modulok nem függetlenek egymástól, a rajtuk keresztülfolyó áramerősség azonos. Tehát ha egy panel kevesebbet termel, az mindegyik panel teljesítményét visszafogja.

A hagyományos napelem rendszerek működése a leggyengébb láncszem alapján kerül behatárolásra termelés és hatékonyság terén.

Az okos napelem rendszer működése

Megpróbálták a sorbakötöttség nehézségeit különálló mikroinverterek által kiküszöbölni, azonban ez két újabb problémához vezetett: túl magas költségek és megbízhatatlanság. Ezért is nem használjuk ma sem gyakran a mikroinvertereket.

Ami viszont jól működik, az a teljesítményoptimalizáló berendezések, amik gond nélkül oldják meg a sorbakötöttség miatti problémákat. Magyarországon a legelterjedtebb teljesítményoptimalizálók a SolarEdge és az Amerikában népszerű Tigo. Olcsóbbak és megbízhatóbbak, mint a mikroinverterek.

A napelemek tartószerkezetére szerelnek egy külső optimalizálót, ami felokosítja a hagyományos napelem paneleket. A napelemek így nem összekötve vannak kezelve, hanem külön-külön, tehát a szennyeződések vagy az árnyékok miatti veszteségek már csak egy adott panelre vonatkoznak, nem a teljes rendszerre.

Viszont ez még nem jelenti azt, hogy az érintett panel vagy cella bármilyen hozamot is termelne. Az igazi áttörést a Maxim Integrated által gyártott optimalizáló chipek jelentették, melyek már a cellasorok szintjén végzik az optimalizálást. A chipek a lehető legmélyebb rétegekben vannak integrálva a napelemeken belül, a bypass diódák helyén.

A Maxim optimalizáló chip előnye, hogy nincs szükség plusz optimalizálóra, a chip már önmagában tartalmaz mindent, és akár a napelem panelek is tartalmazhatják ezt a technológiát gyárilag.

Ez az okos napelem rendszer jelenleg a legkorszerűbb: mind a napelemek, mind a bennük található 3 cellasor egymástól teljesen függetlenül üzemelnek, a maximum teljesítményükön, ezzel biztosítva a napelemes rendszer hozamának maximalizálását.