Optymalizator mocy to mała przetwornica DC/DC montowana pod modułem, która dla tego jednego modułu szuka punktu mocy maksymalnej (MPPT) i dopasowuje napięcie albo prąd na wyjściu tak, żeby moduł nie musiał płynąć z prądem całego stringu. Optymalizatory łączy się szeregowo i podpina do zwykłego falownika stringowego: śledzenie mocy jest na poziomie modułu, a zamiana prądu stałego na przemienny zostaje w jednym urządzeniu.
Po co to jest
W stringu bez optymalizatorów przez wszystkie moduły płynie ten sam prąd. Gdy jeden moduł jest zacieniony przez komin, zabrudzony albo słabszy, ciągnie w dół cały łańcuch, a włączona dioda bocznikująca wyłącza część jego ogniw. Optymalizator pozwala każdemu modułowi pracować w jego własnym punkcie mocy, więc strata zostaje przy module, który ją powoduje. To samo dotyczy niedopasowania między modułami i mieszania orientacji na jednej połaci.
Ile traci mieszany łańcuch
Ustaw dwa typy modułów i liczbę każdego z nich, połącz je w jeden łańcuch szeregowy albo w dwa łańcuchy równoległe i zobacz, ile ich mocy znamionowej połączenie jest w stanie zebrać.
Jak to jest liczone
Każdy moduł jest brany w punkcie mocy maksymalnej, Vmp i Imp, a suma mocy znamionowych to liczba modułów każdego typu razy Vmp razy Imp. Szeregowo: napięcie łańcucha to suma Vmp wszystkich modułów, a prąd łańcucha to najniższe Imp wśród obecnych typów, więc moc = (nA × VmpA + nB × VmpB) × min(ImpA, ImpB). Równolegle: każdy typ to osobny łańcuch, oba trzymane przy napięciu krótszego łańcucha, każdy przy własnym Imp, więc moc = min(nA × VmpA, nB × VmpB) × (ImpA + ImpB). Strata to suma mocy znamionowych minus moc i jej udział w tej sumie. Typ bez modułów odpada, a jeden typ sam niczego nie traci.
Połączenie szeregowe to granica bez przewodzącej diody bocznikującej. Prawdziwy falownik może też pozwolić diodom pominąć moduły o niskim prądzie i prowadzić resztę przy ich własnym, wyższym prądzie, i wybierze to, co daje więcej mocy, więc prawdziwa strata może być mniejsza. Połączenie równoległe traktuje prąd każdego łańcucha jako stały, równy jego Imp. Poniżej swojego Vmp prąd prawdziwego łańcucha trochę rośnie w stronę Isc, więc i tam prawdziwa strata jest nieco mniejsza, a łańcuchy bardzo różne napięciowo mogą wpychać w siebie prąd wsteczny, co jest pytaniem o bezpieczniki, a nie o ten rysunek.
„Wyrównaj napięcia łańcuchów” ustawia taką liczbę modułów B, przy której napięcie ich łańcucha jest najbliższe napięciu łańcucha A. Model pomija temperaturę, zacienienie, straty na przewodach, starzenie i limity falownika; to, czy mieszany łańcuch jest bezpieczny, to pytanie do karty falownika, wartości bezpieczników modułów i instalatora.
Model poglądowy, nie pomiar.
Drugi powód to bezpieczeństwo i monitoring. Przykładowo optymalizatory SolarEdge S440/S500 po wyłączeniu falownika obniżają napięcie wyjściowe do 1 V na sztukę, więc w stringu nie zostaje wysokie napięcie. Do tego portal producenta pokazuje produkcję każdego modułu.
Co jest na karcie katalogowej
Optymalizator ma swoje limity wejścia, jak mały falownik: moc znamionową (moduł nie może jej przekraczać), maksymalne napięcie wejściowe i maksymalny prąd zwarcia modułu. Dla SolarEdge S440 producent podaje 440 W, 60 V maksymalnego napięcia wejściowego, zakres MPPT 8-60 V, sprawność maksymalną 99,5% i ważoną 98,6%. Ta ostatnia liczba jest ważna, bo optymalizator dokłada własną stratę także w godzinach, gdy cienia nie ma.
Kiedy ma sens
Optymalizatory opłacają się głównie tam, gdzie część modułów jest regularnie zacieniona albo leży na różnych połaciach i nie da się ich rozdzielić na osobne trackery MPPT. Na równym, niezacienionym dachu skierowanym w jedną stronę zysk z nich bywa mniejszy niż ich własne straty i koszt. Część systemów (np. SolarEdge) wymaga falownika tego samego producenta, inne optymalizatory współpracują z falownikami różnych marek; sprawdź to przed zakupem. Alternatywą dla mocno zacienionych dachów jest mikrofalownik.