Výstřižky Showdown: Poměry DC:AC nejsou stejné

V kapitole 2 jsme popsali rozdíl v poměru stejnosměrného a střídavého proudu mezi mikroinvertory a stringovými střídači, i když se nepoužívají baterie. Tato bonusová kapitola se zabývá podrobnostmi, proč a jak stringové střídače překonávají mikroinvertory.

‍

Poměr DC:AC: Co to znamená?

Poměr stejnosměrného a střídavého proudu je klíčovým ukazatelem při navrhování solárních zařízení. Porovnává celkovou výkonovou kapacitu solárních modulů (DC) s maximální výstupní kapacitou střídače (AC). Například 15kW systém s 11,4kW střídačem (nebo součtem kapacit mikro-střídačů) má poměr DC:AC 1,3:1.

Podle společnosti Aurora Solar, předního softwaru pro navrhování a simulaci výkonu solárních zařízení, "má často smysl solární pole předimenzovat tak, aby byl poměr stejnosměrného proudu ke střídavému proudu větší než 1. To umožňuje větší sklizeň energie, když je výroba nižší než jmenovitý výkon střídače, což je typické po většinu dne."

Společnost Aurora Solar však pokračuje, že "tento přístup není bez nákladů. Buď utratíte peníze za další střídač, nebo přijdete o sklizeň energie kvůli ořezání střídače."

Ne všechny poměry DC:AC se však chovají stejně, zejména při porovnávání stringových střídačů a mikrostřídačů.

‍

Výstřižek: Střídače vs. mikrostřídače

Ačkoli jak stringové střídače, tak mikrostřídače odebírají energii, když výkon modulů překročí kapacitu střídače, stringové střídače odebírají v průměru méně energie, protože:

1. Vyhlazování agregátního výkonu ve strunových měničích

Střídače String řídí napájení na úrovni pole a kombinují výstupy všech modulů do jediného stejnosměrného vstupu. To znamená, že:

• Moduly se vzájemně vyvažují: Pokud jedna skupina modulů vyrábí špičkový výkon (např. odpoledne směrem na západ), zatímco jiná je zastíněná nebo pracuje pod špičkou (např. odpoledne směrem na východ), je méně pravděpodobné, že celkový výkon pole překročí kapacitu střídače.
• Hladší výstupní křivka: Kombinovaná generace všech modulů snižuje pravděpodobnost oříznutí, a to i v případě, že jednotlivé moduly pracují na maximální výkon.

‍

2. Ořezávání na modul v mikroměničích

Mikrostřídače pracují nezávisle pro každý modul a převádějí stejnosměrný proud na střídavý na úrovni modulu, což vede k neefektivitě:

• Oříznutí u každého modulu: Každý mikroinvertor je dimenzován na pevný výkon (např. 350 W). Pokud 450W modul dosáhne své špičky, přebytečných 100W se odpojí - i když ostatní moduly v systému produkují méně, než je jejich špička.
• Žádné sdílení mezi moduly: Na rozdíl od stringových střídačů nemohou mikrostřídače sdílet výkon napříč moduly, takže přebytečná energie z vysoce výkonných modulů se ztrácí, i když ostatní moduly mají nižší výkon.

‍

Srovnání výroby energie na konkrétním příkladu

Podívejme se na rozdíl porovnáním výkonu mikrostřídačů a stringových střídačů se stejným poměrem DC:AC na stejném domě (viz obrázek 16) s následujícími vlastnostmi:

• 15kW solární instalace složená z 35x440W modulů
• 2 pole: 17 modulů na východě (modrá), 17 modulů na západě (žlutá).
• Slunce svítí na západní pole a generuje potenciální výkon 400 W na modul.
• Východní pole generuje 250 W na modul
• Varianta 1: 700W optimalizátory + 11,4kW stringový střídač (poměr 1,35:1 DC:AC)
• Varianta 2: 325W mikroměniče na každém modulu (poměr 1,35:1 DC:AC)

Níže je uvedeno srovnání výkonu těchto dvou konfigurací. Mikrostřídače ve variantě 2 sekají 13 % výroby, protože sekají na úrovni modulu. Střídač string ve variantě 1 se nesepne, protože nižší výkon ve východním poli vyrovnává vyšší výkon západního pole.

Maximální potenciální výkon

• Východ: 4 500 W (250 W x 18)
• Západ: 6 800 W (400 W x 17)
• Celkem: 11 300 W (4 500 W + 6 800 W)

Architektura DC: 

• Východ: 4 500 W (250 W x 18)
• Západ: 6 800 W (400 W x 17)
• Celkem: 11 300 W (4 500 W + 6 800 W)
• 0% oříznutí

Architektura AC

• Východ: 4 500 W (250 W x 18)
• Západ: 5 525 W (325 W x 17)
• Celkem: 10 025 W (4 500 W + 5 525 W)
• 13% ořezávání

‍

Denní rozdíl

Křivky výroby energie na obrázku 16 znázorňují rozdíl ve výkonu obou technologií v průběhu jednoho dne.

Architektura DC: (východní + západní pole) překročí kapacitu střídače. Při různé orientaci. Je méně pravděpodobné, že dojde k vypnutí.

Architektura střídavého proudu: Nejdříve se odpojí východní a pak západní pole, čímž se sníží CELKOVÝ VÝKON. Clipping je pravděpodobnější.

‍

Úloha orientace na moduly

Moduly se často instalují ve více orientacích (např. střechy orientované na východ a západ), protože:

• Střechy obytných budov jsou prostorově omezené. Více orientací zachytí větší plochu.
• Distribuované vrcholy: Moduly orientované různými směry produkují špičkový výkon v různých denních dobách, což vytváří plynulejší celkovou křivku výkonu.
• Zachycení ranních a večerních hodin. Ráno a večer jsou stále častěji kompenzovány vyššími sazbami než uprostřed dne, z velké části kvůli převaze solární energie v síti.
• Snížení ořezávání: I při vysokém poměru stejnosměrného a střídavého proudu je u řetězových střídačů méně pravděpodobné, že celkový výkon systému překročí kapacitu střídače.

‍

Závěr

Ne všechny poměry DC:AC jsou stejné. Zatímco stringové střídače i mikroinvertory snižují ztráty energie, když stejnosměrný výkon převyšuje střídavý, stringové střídače výrazně snižují ztráty díky agregaci výkonu v celém poli.

Pro majitele domů, kteří chtějí maximalizovat výrobu energie a úspory, je jasnou volbou systém se stejnosměrným střídačem, který zachytí více energie, minimalizuje ztráty a připravuje se na budoucnost solární energie + úložiště.

‍

--

Chcete víc?

Webový seminář: Dne 15. dubna (den zdanění v USA) pořádáme webinář, který se bude zabývat podrobnostmi série Microinverter Tax. Na webinář se přihlaste zde.

Níže je uveden úplný seznam kapitol této série (odkazy budou přidávány průběžně):

Níže je uveden úplný seznam kapitol této série (odkazy budou přidávány průběžně):

1. Shrnutí: Rostoucí daň z mikrostřídačů
2. Trendové čáry: Hlavní změny v solárním průmyslu
3. Daň z odstřižků: Ponechání energie na stole
4. Daň z převodu: Skryté náklady na baterie připojené ke střídavému proudu
5. Daň ze zařízení: Více vybavení, více problémů
6. Řešením je stejnosměrný proud: Optimalizátory stejnosměrného proudu, baterie se stejnosměrným proudem
7. Bonus: Přehlídka střihů: Ne všechny poměry DC:AC jsou stejné
8. Slovníček pojmů

‍