Mikroinverteriai ir optimizatoriai: kada jie apsimoka saulės elektrinei

Mikroinverteriai ir galios optimizatoriai – tai sprendimai, leidžiantys kiekvienam saulės moduliui dirbti nepriklausomai nuo kaimyninių. Įprastoje elektrinėje moduliai sujungti nuosekliai, todėl silpniausias grandinės modulis riboja visus kitus. Šioje saulės energijos gido dalyje paaiškiname, kada verta mokėti daugiau už modulio lygio elektroniką.

Nuosekli grandinė silpna tiek, kiek silpniausias jos modulis

Centriniam inverteriui moduliai jungiami nuosekliai į grandines. Visa grandinė dirba ta pačia srove, todėl jei vieną modulį dengia kamino, medžio šakos ar palydovinės antenos šešėlis, sumažėja ir kitų modulių indėlis. Apėjimo diodai nuostolius dalinai sumažina, tačiau esant judančiam šešėliui, nevienodam užterštumui ar skirtingoms kryptims dalis energijos vis tiek prarandama. Kai moduliai išdėstyti keliose plokštumose, pavyzdžiui, ant rytinio ir vakarinio šlaito bei garažo stogo, centrinis inverteris su dviem MPPT įėjimais visų jų atskirai nebevaldo.

Mikroinverteris paverčia srovę tiesiai ant stogo

Mikroinverteris – mažas įtampos keitiklis, montuojamas po vienu ar keliais moduliais. Jis seka modulio didžiausios galios tašką ir iškart gamina 230 V kintamąją srovę. Dėl to kiekvienas modulis dirba savarankiškai, o sugedus vienam mikroinverteriui, kiti toliau gamina. Nuo stogo iki namo skydo eina kintamosios srovės kabelis, todėl ant stogo nelieka kelių šimtų voltų nuolatinės srovės grandinių.

KTU mokslininko R. Valančiaus apžvalgoje pažymima, kad dauguma balkoninių elektrinių komplektuojamos būtent su mikroinverteriais, montuojamais prie modulio, o kai kurie gamintojai mikroinverterį integruoja į patį modulį. Daugelis modelių šiandien standartiškai turi stebėjimo sistemą, o kai kurie leidžia prijungti papildomą įrangą, pavyzdžiui, išmanųjį skaitiklį ar bateriją.

Optimizatoriai – tarpinis variantas

Galios optimizatorius taip pat montuojamas prie kiekvieno modulio, bet srovės nekeičia – jis nuolatinės srovės pusėje reguliuoja įtampą ir srovę taip, kad modulis dirbtų savo optimaliame taške. Kintamąją srovę gamina centrinis inverteris, suderintas su optimizatoriais. Toks sprendimas taip pat leidžia stebėti kiekvieno modulio gamybą, o kai kurios sistemos turi greito išjungimo funkciją, kuri gaisro ar avarijos atveju sumažina įtampą ant stogo. Kai kurie gamintojai siūlo optimizatorius tik problemiškiems moduliams, o ne visai elektrinei.

Kada modulio lygio elektronika apsimoka

Situacija	Centrinis inverteris	Mikroinverteriai / optimizatoriai
Vienos krypties stogas be šešėlių	Geriausias kainos ir naudos santykis	Papildoma kaina mažai atsiperka
Rytų ir vakarų plokštumos	Tinka, jei yra du MPPT įėjimai	Tinka, ypač jei plokštumų daugiau nei dvi
Dalį dienos krinta šešėlis	Galimi juntami nuostoliai	Nuostoliai mažesni
Mažas skaičius modulių (1–6)	Sunku parinkti tinkamą inverterį	Natūralus pasirinkimas
Balkoninė ar fasadinė elektrinė	Retai naudojama	Standartinis sprendimas
Planuojamas kaupiklis	Paprasta su hibridiniu inverteriu	Reikia suderinamos sistemos ar AC jungties

Kryptis pati savaime gamybą keičia daugiau nei elektronika: PVGIS duomenimis, rytų ar vakarų plokštuma Vilniuje iš 1 kW per metus pagamina apie 776–762 kWh, pietų – apie 979 kWh. Mikroinverteriai šio skirtumo nepanaikina, bet leidžia neprarasti papildomos energijos, kai skirtingos plokštumos ar šešėliai kitaip trukdytų viena kitai.

Saugumas ir priežiūra

Gaisrinės saugos tyrimuose atkreipiamas dėmesys, kad nuolatinės srovės grandinės ant stogo ir prastos jungtys yra vienas iš rizikos veiksnių; modulio lygio elektronika sumažina aukštos nuolatinės įtampos kabelių kiekį ant stogo. Kita vertus, mikroinverteriai ar optimizatoriai yra papildomi elektroniniai įrenginiai, kurie dirba po moduliais ir vasarą įkaista. Sugedus vienam, jo keitimui reikia patekti prie konkretaus modulio, o tai gali kainuoti daugiau nei pats įrenginys. Todėl svarbu rinktis gamintoją su ilga garantija ir aptarnavimu Lietuvoje.

Stebėjimas kiekvieno modulio lygiu padeda greičiau rasti gedimą

Didelis mikroinverterių ir optimizatorių privalumas – detalūs duomenys. Programėlėje matyti kiekvieno modulio gamyba, todėl iškart pastebima, jei vienas jų nuolat atsilieka: tai gali reikšti šešėlį, nešvarumus, pažeistą jungtį ar gedimą. Įprastoje elektrinėje su centriniu inverteriu matoma tik visos grandinės gamyba, todėl vieno modulio problema gali likti nepastebėta mėnesius.

Tiesa, gausūs duomenys reikalauja ir dėmesio: dauguma sistemų jungiasi prie gamintojo debesijos, todėl verta žinoti, kokie duomenys siunčiami ir ar galima riboti nuotolinę prieigą. Svarbu ir tai, kad mikroinverterių sistemos taip pat gali riboti į tinklą atiduodamą galią, jei ESO leistina generuoti galia mažesnė už elektrinės galią, – tam paprastai reikia papildomo energijos srautų skaitiklio.

Kaina ir suderinamumas

Sistema su mikroinverteriais paprastai brangesnė nei su vienu centriniu inverteriu, nes kiekvienam moduliui ar porai reikia atskiro įrenginio; optimizatoriai prideda išlaidų tiek centriniam inverteriui, tiek modulių elektronikai. Tikrinkite, ar mikroinverterio galia atitinka modulio galią (pavyzdžiui, vienas mikroinverteris dviem 450 W moduliams), ar jis turi CE ženklą ir pakankamą apsaugos klasę. APVA paramai inverteriui (įskaitant mikroinverterius) reikia bent 5 metų garantijos, CE ženklo ir IP65.

Planuojant kaupiklį verta žinoti, kad dauguma mikroinverterių sistemų bateriją jungia per atskirą įrenginį kintamosios srovės pusėje. Jei kaupiklis svarbus, palyginkite tokį sprendimą su hibridiniu inverteriu, kuris gali valdyti ir modulius, ir bateriją.

Balkoninė elektrinė – dažniausia mikroinverterio vieta

Mažose sistemose, kurių galia iki 0,8 kW, mikroinverteris yra natūralus pasirinkimas: jis kompaktiškas, tylus ir lengvai prijungiamas. Lietuvoje nuo 2023 m. tokio dydžio elektrines galima prijungti supaprastinta tvarka, apie jas informavus ESO, o ESO nurodo, kad mikroelektrinės įrengtoji galia gali siekti iki 3,6 kW, jei keitiklio galia neviršija 0,8 kW. Kaip tokią elektrinę įsirengti bute ir kiek ji pagamina, rašome dalyje apie balkoninę elektrinę.

Visus inverterių tipus palyginame dalyje apie inverterį saulės elektrinei, o šešėlių ir krypties įtaką gamybai – dalyje apie naudingumą.