Udostępnij
Przycinanie występuje, gdy moduły słoneczne wytwarzają więcej energii prądu stałego niż falownik może przekształcić w użyteczną energię prądu przemiennego. Nadmiar energii jest "przycinany", a zatem marnowany.
Przykład: Moduł o mocy 425 W sparowany z mikroinwerterem o mocy 325 W odetnie 100 W potencjalnej mocy wyjściowej przy szczytowej wydajności. Zostało to zilustrowane na rysunku 5.
Obcinanie jest łatwo zauważalne na wykresach mocy wyjściowej systemu solarnego. Gdy dochodzi do przycięcia, wykres pokazuje spłaszczony szczyt, wskazując, że system wytwarza mniej energii niż mógłby. Szybkie przeszukanie reddit/r/solar pod kątem clippingu pokaże liczne przykłady właścicieli domów zastanawiających się, dlaczego ich produkcja energii jest ograniczona. Niektóre z komentarzy podkreślają, że właściciele domów są coraz bardziej świadomi przycinania i zaniepokojeni jego wpływem na wydajność ich systemów.
Biorąc pod uwagę rozpowszechnienie mikroinwerterów w połączeniu z modułami o większej mocy, przycinanie nie jest rzadkim zjawiskiem. W wielu przypadkach niedopasowanie modułu do mikroinwertera jest uzasadnione tym, że nie trzeba wydawać więcej pieniędzy na mikroinwertery o większej mocy. Jednak niewielkie straty sumują się.
Zaledwie 3% roczna redukcja może kosztować 10 724 USD oszczędności w całym okresie eksploatacji dla domowej instalacji słonecznej o mocy 15 kW (współczynnik wydajności 19%, 0,30 USD/kWh, 5% eskalator stawek za energię elektryczną, 25 lat). Przy tych samych założeniach, 2% redukcja zmniejsza oszczędności o 7 149 USD, a 1% zmniejsza je o 3 575 USD.
Na rysunku 7, analiza wydajności przeprowadzona przez wiodącego dostawcę mikroinwerterów pokazuje, że wartości przycięcia różnią się w zależności od jakości warunków nasłonecznienia (różne dla każdego zidentyfikowanego miasta) i mocy modułów.
Straty produkcji w roku 1 z powodu przycięcia według mocy modułu i lokalizacji z mikroinwerterem 300 W
Systemy inwerterów stringowych również mogą się zacinać, jeśli łączna moc modułów przekracza moc inwertera stringowego. Może się to zdarzyć zawsze, gdy stosunek DC:AC jest większy niż 1, co jest powszechne.
Jednak falowniki stringowe w systemie z architekturą DC mają specjalną cechę: w połączeniu z akumulatorem sprzężonym z DC, produkcja energii wykraczająca poza tabliczkę znamionową falownika może być wykorzystana do ładowania akumulatora.
Rysunek 8 ilustruje różnicę między wydajnością falownika sprzężonego z prądem stałym a wydajnością mikroinwertera w dniu, w którym produkcja energii słonecznej przekracza maksymalną wydajność falownika (AC).
W przypadku akumulatora sprzężonego z prądem stałym nadmiar energii słonecznej może ładować akumulator. W przypadku akumulatora sprzężonego z prądem przemiennym lub systemu z mikroinwerterem nadmiar energii jest odcinany.
Instalatorzy, którzy obecnie nie wdrażają akumulatorów, często uważają, że nie ma różnicy między systemami stringowymi a systemami z mikroinwerterami, jeśli stosunek DC:AC jest taki sam. Ale tak jest.
Podsumowując: nawet bez akumulatora i przy podobnych proporcjach DC:AC, inwerter stringowy będzie pobierał mniej energii niż mikroinwerter. Ponieważ temat ten jest bardziej złożony i niuansowy niż opisany tutaj, rozdział z konkretnym przykładem i szczegółami można znaleźć tutaj: Bonus: Porównanie przycinania: MLPE vs. Optymalizatory.
Mikroinwertery i optymalizatory są zwykle grupowane w kategorii technologicznej zwanej elektroniką mocy na poziomie modułu (MLPE). Ponieważ jednak optymalizatory mają tę zaletę, że są sprzężone z prądem stałym, wykonują mniej pracy, a energia z modułu może trafiać do akumulatora bez ponoszenia zwykłych strat związanych z przycinaniem i konwersją w obie strony. Jednym z powodów, dla których MLPE stały się popularne, jest to, że zapewniają optymalizację na poziomie modułu, monitorowanie i szybkie wyłączanie - funkcje, których instalatorzy i właściciele domów chcą i o które proszą. Optymalizatory, takie jak TS4-A-O i TS4-X-O firmy Tigo (o mocy znamionowej odpowiednio do 700 W i 800 W), zapewniają te pożądane funkcje, a jednocześnie obsługują wysokowydajne moduły słoneczne.
Przycinanie jest gorącym tematem wśród właścicieli domów i instalatorów, po części dlatego, że płaski wierzchołek krzywej produkcji jest tak zauważalny. Krótkie spojrzenie na forum dyskusyjne poświęcone energii słonecznej szybko ujawnia zaniepokojonych właścicieli domów publikujących wykresy przycinania. Posty te zazwyczaj spotykają się z jedną z następujących odpowiedzi:
"Nie martw się, z czasem się zmniejszy "
To prawda, że przycinanie mikroinwerterów prawdopodobnie zmniejszy się z czasem. Prawdopodobnie jednak w mniejszym stopniu niż jest to reklamowane. Wielu użytkowników wskazuje na informacje techniczne Enphase dotyczące przycinania jako dowód. Jednak w briefie przyjęto wskaźnik degradacji na poziomie 0,4% po roku 1. Moduły REC - które stanowiły największą część ofert w raporcie EnergySage 1H24, zawierają w swojej gwarancji gwarantowany wskaźnik degradacji wydajności poniżej 0,25% po pierwszym roku. Gwarancja gwarantuje "do końca 25. roku rzeczywistą moc wyjściową wynoszącą co najmniej 92% mocy znamionowej". Tak więc moduł o mocy 450 W nadal gwarantuje produkcję 414 W lub więcej; to maksymalny spadek wydajności, a nie średnia. Ponadto, w briefie Enphase nie wspomina się o jakimkolwiek pogorszeniu maksymalnej mocy wyjściowej mikroinwertera, pomimo braku gwarancji wydajności w gwarancji na mikroinwerter. Trudno byłoby wymienić urządzenie elektroniczne podlegające codziennej pracy i cyklom termicznym, które nie miałoby wpływu na wydajność przez dziesięciolecia eksploatacji.
"Nie opłaca się inwestować w mikroinwertery o wyższej mocy".
Jest to rozsądne stwierdzenie, jeśli ktoś porównuje mikroinwerter z mikroinwerterem; mikroinwertery o wyższej mocy są droższe. Ale prawdziwe (i neutralne) porównanie, aby uniknąć przycinania, powinno być między mikroinwerterem a falownikiem stringowym.
"W rzeczywistości jest bardziej wydajny"
Stwierdzenie to zwykle odnosi się do krzywych sprawności falowników, które pokazują, że falowniki działają wydajniej, gdy są bliskie swojej maksymalnej wydajności. Ponadto mikroinwertery o wyższej mocy mają zazwyczaj wyższe napięcie rozruchowe. Modernizacja do mikroinwertera o wyższej mocy oznacza zatem, że system "budzi się" później niż w przypadku mikroinwertera o niższej mocy i traci na produkcji w godzinach słabego oświetlenia. Można to zobaczyć na rysunku 9.
Oprócz wzrostu kosztów związanego z modernizacją do mikroinwertera o wyższej mocy, istnieje potencjalny negatywny wpływ na wydajność i liczbę godzin pracy. Jest to prawdziwy kompromis, który należy wziąć pod uwagę. Ale ponownie, to stwierdzenie porównuje mikroinwertery do mikroinwerterów. Z kolei falownik stringowy Tigo rozpoczyna produkcję przy napięciu 80 V we wszystkich modułach w stringu, co oznacza, że produkcja rozpoczyna się, gdy tylko jeden ciąg modułów działa na niskim końcu spektrum produkcji - zaledwie 10 V każdy dla ciągu 8 modułów.
"Inwertery łańcuchowe też się przycinają"
Temat ten został omówiony powyżej, a szczegółowy opis dostępny jest tutaj: Bonus: Pojedynek na przycinanie: MLPE vs. Optymalizatory
Wraz ze wzrostem mocy modułów rośnie koszt przycinania. Ten "podatek od przycięć" może kosztować nawet 10 724 USD w całym okresie eksploatacji projektu solarnego, ale można go uniknąć. Gdy baterie są sparowane z falownikiem sprzężonym z prądem stałym, nadwyżka produkcji energii słonecznej może ładować baterię, całkowicie unikając przycięcia. Na szczęście akumulatory szybko stają się normą.
Co więcej, akumulatory wprowadzają dodatkowe straty dla mikroinwerterów, które szczegółowo omówimy w następnym rozdziale - Podatek od konwersji: Ukryty koszt akumulatorów sprzężonych z prądem przemiennym.
Webinarium: 15 kwietnia (dzień podatkowy w USA) organizujemy webinarium, podczas którego omówimy szczegóły serii Microinverter Tax. Zapisz się na webinarium tutaj.
Poniżej znajduje się pełna lista rozdziałów zawartych w tej serii (linki będą dodawane w miarę publikowania rozdziałów):
