(Mikro-invertere er kun en form for det, der er kendt som "PLO" - Panel Level Optimization.
I første omgang producerede solpaneler elektricitet i form af jævnstrøm (DC) - den samme type elektricitet, som findes i batterier.
For at gøre denne elektricitet anvendelig til strømforsyning af apparater eller tilslutning til nettet, skulle den omdannes til vekselstrøm (AC) ved hjælp af en stor kasse med elektronik kendt som en inverter.
I nettilsluttede systemer blev solpaneler forbundet i serie (kendt som strenge) for at generere højere spænding DC, hvilket hjælper med at reducere tab. Denne tilgang gav dog også nogle problemer.
Det er her mikro-invertere kommer i spil.
Mikro invertere
En mikro-inverter er i det væsentlige en miniaturiseret inverter designet til at være kompatibel med individuelle solpaneler i stedet for en række paneler.
Selvom det ikke var et nyt koncept - de dukkede op først i slutningen af 1990'erne - oplevede mikro-invertere pålidelighedsproblemer og var ret dyre. De seneste år har de dog fået et comeback og vinder markant indpas.
Der er mindst 21 forskellige mærker af mikro-invertere verden over, men Enphase er langt det mest almindelige mærke (og det eneste, jeg vil anbefale) i Australien.
Sådan ser en af disse små fyre ud sammenlignet med dens konventionelle alternativ, en stor og kraftfuld strenginverter.
AC solpaneler
Et AC-solpanel er i bund og grund et solpanel udstyret med en mikro-inverter, som gør det muligt at producere vekselstrøm i stedet for jævnstrøm.
Et typisk "Series String"-array
I øjeblikket er de fleste solpaneler installeret i Australien konfigureret på denne måde med en enkelt stor inverter og en høj jævnspænding. Hvis der er en lysbue på 600V DC-niveau, kan det resultere i et brag! og potentielt brand (hvorfor du aldrig bør gå på kompromis med installationsomkostningerne).
Hvad er godt ved AC-paneler og mikro-invertere?
Der er en række kompleksiteter forårsaget af den traditionelle måde at forbinde solpaneler sammen (i en serie streng), som mikroinvertere kan hjælpe med at overvinde, herunder:
Højspænding DC
Højspændings-DC produceret af et seriestrenget solenergisystem kan skabe en risiko for meget høje temperaturer og potentielt brand. Fordi mikro-invertere konverterer til 240V AC, er potentialet for, at dette sker meget minimeret.
Koblingsudstyr
Højspænding DC kræver relativt dyre beskyttelsesafbrydere og sikringer. Ved at bruge AC er koblingsudstyr mere almindeligt tilgængeligt og dermed billigere.
Skygge
For at gøre det hele lidt mere underholdende har jeg sammensat en video, der diskuterer skygge og solpaneler. Hvis du ikke har særlig lyst til at se, er du velkommen til at springe det over og bare læse opsummeringen nedenfor.
Når solpaneler er forbundet med hinanden i en serie, kan skravering af kun et af dem påvirke hele arrayet dramatisk (som at stå på en slange).
Som et eksempel: Her er en række af 3 solpaneler forbundet til en konventionel, central inverter. Et af panelerne er blevet pooed på af en fugl, som nemt kunne reducere sin produktion med 50%. Det vil dog også reducere alle andre panelers output med samme mængde:
Men ved at have en mikro-inverter på hvert solpanel, er udgangene fuldstændig uafhængige af hinanden. Så den fuglebag vil kun påvirke det snavsede panel:
Ifølge US National Renewable Energy Laboratory kan denne effekt give så meget som 12 % mere energi over et år.
Men - hvad der har været den konventionelle tankegang gennem årevis skal muligvis tages op igen, efterhånden som strenginverterteknologien har udviklet sig. I en felttest i 2021, der satte en Fronius Gen 24 strenginverter mod En* mikroinvertere, var der meget lille forskel på, hvordan begge håndterede forskellige grader af skygge på tværs af et enkelt panel.
Hvorvidt dette resultat vil vise sig at gælde over hele linjen, er stadig uvist, men en rapport om en undersøgelse af 200 solsystemer i Frankrig offentliggjort sent i 2001 konkluderede, at der ikke var nogen ydeevnefordel for mikroinvertere i forhold til strenginvertere generelt.
Solcellepanel uoverensstemmelse
Når solpaneler fremstilles, kan de have små variationer i deres elektriske egenskaber på grund af fremstillingstolerancer. Dette resulterer i et fænomen kaldet "mismatch", når du forbinder dem i en seriestreng. Mikroinvertere kan dog tilpasse sig de individuelle karakteristika for hvert panel, hvilket eliminerer denne uoverensstemmelse.
Maksimal Power Point-sporing
Forskellige elektriske egenskaber for hvert panel fører også til forskellige maksimale effektpunkter. Maximum Power Point er det optimale punkt til at udvinde den maksimale effekt fra et solpanel, og mikro-invertere, der er knyttet til individuelle paneler, kan bedre målrette mod dette punkt.
Overvågning og fejlfinding
Mens de fleste invertere tilbyder et vist niveau af overvågning og fejlfinding, kan de kun overvåge det kombinerede output fra alle paneler i en seriestreng. I modsætning hertil kan mikroinvertere overvåge hvert panel individuelt, hvilket giver mulighed for hurtigere og nemmere identifikation af problemer.
Fabriksmonteret
Nogle producenter af solpaneler samler nu mikro-invertere på fabrikken, hvilket skaber AC-paneler. Denne samling i et kontrolleret miljø kan spare tid og penge.
Redundans
Hvis en serie strenginverter svigter, holder hele solpanelet op med at producere strøm. Men hvis en mikro-inverter svigter, kan de resterende enheder fortsætte med at fungere, hvilket resulterer i et mere pålideligt system.
Modularitet
Serie strenginvertere har begrænsninger på antallet af paneler, de kan acceptere, hvilket gør det udfordrende at tilføje flere paneler senere. I modsætning hertil kan AC-solpaneler nemt tilføjes, fordi de er uafhængige af hinanden, selvom tilføjelse af et par paneler til et eksisterende array kan medføre ekstra omkostninger.
Orientering
I en seriestreng skal alle solpaneler tilsluttes i samme retning for korrekt spændingsjustering. AC-solpaneler kan derimod orienteres i enhver retning uden at påvirke andre panelers drift.
Ulemper ved AC-paneler og mikro-invertere
AC-paneler og mikro-invertere har dog også nogle ulemper:
Tag tilgængelighed
I tilfælde af en mikro-inverter-fejl, skal nogen gå på taget for at afbryde det fra under solpanelet. Dette tilføjer tid og omkostninger sammenlignet med at fjerne en serie strenginverter fra væggen.
Vejrpåvirkninger
At være på taget udsætter mikro-invertere for mere ekstreme vejrforhold, herunder varme, kulde og fugt. Dette kræver omhyggelig konstruktion og brug af robuste elektroniske komponenter for at sikre pålidelighed.
Effektivitet
Mens mikro-invertere er i forbedring, har de endnu ikke nået de samme effektivitetsniveauer som serie-streng-invertere. Det betyder, at de muligvis ikke konverterer så meget solenergi til elektrisk energi.
Pris
Mikroinvertersystemer tilføjer typisk omkring 20-30 % mere til omkostningerne ved et solenergisystem sammenlignet med systemer, der bruger konventionelle strenginvertere.
Men BWN POWER mikroinverter kan nemt installeres hvor som helst. Der er ingen begrænsninger på installationsstedet, det kan placeres i ethvert hjørne, og det er ikke nødvendigt at sætte det sammen med solcellepaneler. Tentek mikro-inverter kan realisere hjemmets energilagringsfunktion, og konverteringseffektiviteten er også tæt på traditionelle invertere.
Hvornår er et AC-solpanel eller en mikro-inverter et bedre valg?
Som du kan se, er der en række fordele ved AC-solpaneler ved hjælp af mikro-invertere. Den mest almindelige grund til, at folk vælger dem, er, at de har skygge, eller de skal bruge forskellige orienteringer på deres tag for at generere den strøm, de har brug for.
Et stigende antal mennesker vælger også mikro-invertere, fordi de er parate til at betale en præmie for at undgå mismatch, øge deres redundans og give mulighed for fremtidig udvidelse. De andre beskrevne fordele har en tendens til at styrke sagen, og nogle mennesker elsker bare ideen om at have den nyeste/nyeste teknologi.
Det er klart, at hvis du har skygge eller suboptimal orientering, er mikro-invertere et ideelt valg og kan ende med at blive billigere i det lange løb, fordi de vil producere mere energi.
Ud over dette bliver mikro-invertere et personligt valg om, hvor meget du er parat til at betale afbalanceret i forhold til de ekstra funktioner og fordele.
Hvem sælger AC-solpaneler og mikro-invertere?
Der er adskillige producenter verden over, der tilbyder mikro-invertere. Derudover har et stigende antal distributører og forhandlere adgang til mikro-invertere og kan installere dem på forskellige solpaneler efter eget valg. Men hvis du leder efter en mikroinverter med lagringsfunktion, er det kun Enphase og BWN POWER, der i øjeblikket tilbyder sådanne muligheder.
Det sidste ord
Nogle læsere har spurgt, om AC-invertere kan være en "gør-det-selv"-mulighed (DIY), og svaret er nej, selvom det nærmer sig. Da du har at gøre med 240V AC-strøm, er det stadig nødvendigt at have en autoriseret elektriker til at håndtere installationen, og for rabatter eller feed-in tariffer (FIT'er) kræves der også en akkrediteret installatør.
Markedsandelen for mikro-inverter-udstyrede AC-solpaneler er endnu ikke fastlagt, men én ting er sikker: de løser effektivt visse komplekse problemer og har en lovende fremtid. Hvis deres omkostninger kan reduceres yderligere, kan de blive den dominerende solcelle-inverterteknologi, hvilket gør de store centraliserede invertere lige så forældede som mainframe-computere i det store elektroniske skrotværk i himlen.