Оптимізатори до сонячних панелей. Хтось розібрався?

[Слободарий]

Все частіше трапляються на сонячних сайтах згадки про загадкові оптимізатори до сонячних панелей,
які дозволяють збільшити виробіток сонячних панелей до 25%, особливо рекомендують у разі часткового затінення.
Але опису, схеми, принципу дії знайти не вдається.
Може хтось вже розібрався в цьому і зможе поділитись знаннями?
Наскільки розумію, сучасні сонячні панелі мають шунтуючі діоди (частіше навіть декілька на одну панель) які автоматично вимикають сонячну панель у випадку якщо її виробіток струму менший аніж решти поля і дозволяють струму оминути затінену панель (або ділянку панелі).
Тобто, затінена частина панелі автоматично виключається з процесу генерації у разі її затінення і не заважає генерації решти панелей.
За вибір точки максимальної потужності відповідає МРРТ трекер інвертора (який і "вирішує" чи буде генерація більша з затіненою панеллю або без неї).
Здається, для вирішення задачі все є.

А що робить оптимізатор???
Чи це для панелей без діодів?

Змінено 5 годин тому користувачем Слободарий

[porterlv]

Мо так само працює як економайзери електрики? 

 

[beavis]

1 година тому, porterlv сказав:

Мо так само працює як економайзери електрики? 

 

Від Вас це дивно чути

[beavis]

ЧатГПТ відповідає десь так:

 

Оптимізатори для сонячних панелей — це електронні пристрої, які встановлюються на кожну (або деякі) панелі в фотогальванічному стрінгу. Вони призначені для підвищення загальної ефективності системи, особливо в умовах нерівномірного освітлення (затінення, різна орієнтація панелей, забруднення тощо).

🔧 Принцип роботи оптимізаторів

Кожна сонячна панель має свою вольт-амперну характеристику (ВАХ). У традиційному стрінгу без оптимізаторів усі панелі з'єднані послідовно, і сила струму в стрінгу обмежується найслабшою панеллю.

Якщо одна панель дає менше струму через затінення чи несправність — весь стрінг втрачає ефективність.

Оптимізатори вирішують цю проблему:

Ставляться безпосередньо на кожну панель.

Збирають енергію з панелі з максимально можливою ефективністю (MPP — maximum power point).

Перетворюють напругу/струм з цієї панелі на такі параметри, які дозволяють стрінгу залишатися на загальному оптимальному рівні.

Дають можливість кожній панелі працювати незалежно.

 

Як працює оптимізатор сонячної панелі: детально

📦 Що всередині:

Типовий оптимізатор містить:

DC-DC перетворювач — зазвичай це buck-boost-конвертер (може як знижувати, так і підвищувати напругу).

Контролер MPPT (Maximum Power Point Tracking) — спеціальний алгоритм, який постійно шукає точку максимальної потужності для цієї конкретної панелі.

Мікроконтролер — керує всім пристроєм, комунікує з інвертором.

Засоби телеметрії — дають змогу моніторити напругу, струм, температуру тощо.

Захисти — перенапруга, перегрів, коротке замикання тощо.

⚡️ Принцип дії

1. Пошук точки максимальної потужності (MPPT)

Кожна панель має нелінійну характеристику потужності від напруги. 

Оптимізатор постійно змінює навантаження на панель (внутрішній опір) і міряє, при якій комбінації напруга × струм = максимальна потужність.

🧠 Для цього використовуються алгоритми, наприклад:

Perturb & Observe (P&O)

Incremental Conductance

Hill Climbing

Цей пошук відбувається в реальному часі, кілька разів за секунду.

2. Перетворення напруги/струму

Після визначення MPP оптимізатор:

забезпечує правильне навантаження для панелі, щоб вона працювала на MPP;

перетворює цю енергію до таких параметрів, які "підходять" загальному стрінгу.

Приклад:

Панель 1Панель 2

Напруга30 В25 В

Струм8 А9 А

Потужність240 Вт225 Вт

 

Без оптимізаторів стрінг буде працювати як 25 В × 8 А = 200 Вт × 2 = 400 Вт, бо слабша панель "тягне" іншу вниз.

З оптимізаторами:

Кожна панель працює на своєму MPP.

Оптимізатор 1 може знизити струм і підвищити напругу (або навпаки), щоб вивести 240 Вт.

У результаті — загальна потужність 465 Вт, а не 400.

Це реалізується через DC-DC перетворення (тобто зміну співвідношення V/I із збереженням енергії, мінус втрати).

3. Комунікація з інвертором

У системах як SolarEdge або Tigo:

Оптимізатори "спілкуються" з інвертором або центральним контролером.

Передають: температуру, напругу, струм, статус.

Це дозволяє виявляти проблеми по кожній панелі, робити моніторинг, створювати карти продуктивності.

🔄 Що відбувається в динаміці (приклад затінення):

Сонце заходить за хмару — освітленість панелі падає.

MPPT алгоритм фіксує, що точка максимальної потужності змістилася.

Оптимізатор змінює робочий струм/напругу панелі, щоб лишитися в новому MPP.

DC-DC конвертер підлаштовує вихід, щоб інвертор отримав стабільну напругу для стрінгу.

🔋 При цьому оптимізатор виконує ще низку функцій:

Безпечне відключення при пожежі або сервісі (наприклад, SafeDC™ в SolarEdge).

Захист від перегріву або перенапруги.

Робота в режимі bypass при несправності (деякі моделі).

Змінено 4 години тому користувачем beavis