انتخاب بهینه اینورتر نیروگاه خورشیدی پشت‌بامی؛ افزایش تولید انرژی هنگام سایه‌اندازی

مترجم: یزدان الواری، پژوهشگر حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر      زمان مطالعه: ۳ دقیقه

محققان پاکستانی تاثیر سایه بر توپولوژی­‌های مختلف اینورتر SMA را برای مشاهده عملکرد یک سیستم فتوولتاییک ۵۱ کیلوواتی با ۱۸۰ عدد پنل خورشیدی Panasonic N285 بررسی‌‌کرده‌اند. محققان این پروژه می‌گویند که این یافته‌ها می‌تواند برای محصولات سایر تولیدکنندگان نیز مورد استفاده قرارگیرد. نتایج نشان ­داده است که تعداد ردیاب‌های نقطه توان بیشینه (Maximum power point tracker: MPPT) و تخمین هزینه تمام ­شده واحد انرژی (Levelized Cost of Energy: LCOE)، جهت انتخاب بهترین استرینگ‌­بندی اینورتر از اولویت‌­های مهم است.

این محققان در مقاله Analysis on inverter selection for domestic rooftop solar photovoltaic system deployment ، که در مجله Electrical Energy Systems منتشرشده ‌است، میزان تاثیر استرینگ­‌بندی‌­های مرسوم در تلفات عدم انطباق (Mismatch) و هزینه را ارزیابی کرده­‌اند. به گفته محققان، هرچه اینورترها بیشتر باشند، تلفات سایه کمتر اما هزینه‌ها بیشتر ­می‌گردد.

 تلفات عدم انطباق (Mismatch) خروجی توان پنل‌­های خورشیدی چیست؟ 

در اثر ایجاد سایه در بخشی از نیروگاه خورشیدی فتوولتاییک، خروجی توان پنل‌­های خورشیدی که تحت سایه قرار دارند، کمتر از مابقی ماژول‌­های فتوولتاییک می‌­شود. این عدم برابری در خروجی توان پنل‎­هایی که به یک ورودی ترکر نقطه توان بیشینه (MPPT) اینورتر متصل هستند، باعث اتلافاتی تحت عنوان عدم انطباق (Mismatch) می‌­گردد. در این تحقیق نشان ­داده ­شد که هرچه تعداد ترکرها و تفکیک استرینگ‌­ها یا به‌­عبارتی، تعداد MPPTها­ به ازای هر استرینگ بیشتر باشد، این تلفات کمتر می‌­شود. شش توپولوژی در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفتند. جدول زیر این شش توپولوژی را نشان می‌دهد.

آزمایش‌های انجام‌شده با نرم‌افزار طراحی و شبیه‌سازی فتوولتاییک PV*SOL نشان داد که تلفات سایه برای شش پیکربندی به ترتیب ۲۱.۴، ۲۲.۹، ۲۶، ۲۳.۲، ۲۴ و ۲۳ درصد بوده ­است. لازم به ذکر است که این نرم‌افزار در بخش دانلود‌سنتر سایت مجله انرژی خورشیدی ایران در دسترس علاقمندان قراردارد.

محققان دانشگاه لاهور پاکستان، باتوجه­به اتلافات عدم انطباق در سیستم و عملکرد کلی آن اظهار داشتندکه عملکرد سیستم با توپولوژی اول ۲.۳ درصد بهتر از توپولوژی پنجم است. بااین­حال، عملکرد پیکربندی دوم و سوم تحت سناریوی سایه متقارن، مشابه است، درحالی‌که هزینه‌ها به­طور کلی باتوجه­به تعداد ورودی هر ترکر متفاوت خواهد­بود. به­طور مشابه، توان تولیدی از اینورتر پیکربندی ششم در مقایسه با سیستم پیکربندی پنجم، تحت سایه متقارن به­طور قابل‌توجهی بیشتر است.

تاثیر ساختار استرینگ­‌بندی بر قیمت نیروگاه خورشیدی

هزینه تمام­ شده واحد انرژی (LCOE) نیز برای هر شش پیکربندی با­توجه ­به قیمت سیستم فتوولتاییک به­‌علاوه نصب، نگهداری و اجزای جایگزینی در طول عمر آرایه محاسبه‌شده ­است. نتایج نشان ­می‌دهد که پیکربندی ششم، بهترین گزینه است. محققان افزودند، اگرچه پیکربندی شماره چهار از نظر تعداد MPPT کل، با پیکربندی ششم برابر است، اما پیکربندی ششم دارای ۱۳ درصد هزینه تمام­ شده واحد انرژی (LCOE) پایین­تر بود.

اگر شما جای این محققان بودین، چه پارامترهای دیگری را برای انتخاب بهترین گزینه انتخاب می­کردین؟ آیا قابلیت اطمینان می­تواند عامل موثری در انتخاب اینورتر مناسب جهت نیروگاه خورشیدی فتوولتاییک باشد؟

منبع: Electrical Energy Systems