211service.com
En bagside-af-panel-boost til solenergi
Da producenter arbejder på at reducere omkostningerne til solenergi, er det kun halvdelen af historien at raffinere solceller og paneler for at gøre dem mere effektive. En anden mulighed er at inkorporere nyere elektronik i panelerne, der kan øge effekten af solcelleanlæg og gøre dem nemmere at designe og installere.
Elektronisk power boost: Dette chipsæt er hjertet i National Semiconductors strømoptimeringsenhed til solcellepaneler. Fastgjort bag hvert solpanel i et array kunne elektronikken korrigere for et fald i arrayets effekt på grund af skygge eller snavs, hvilket øger det endelige output med 25 procent eller mere.
Suntech Power , verdens største producent af solcellemoduler af krystallinsk silicium, baseret i Wuxi, Kina, har annonceret partnerskaber med Santa Clara, Californien-baserede National Semiconductor og andre solcelleelektronikproducenter til at udvikle smarte paneler, der ville give den mest mulige strøm, selvom andre paneler er underpræsterende på grund af skader eller at sollys blokeres af skygge eller snavs. Denne form for system er nyttig, fordi i konventionelle solcelleanlæg påvirker et panels ydeevne hele systemets output. Vi mener, at smartmodulteknologi er en klar vej for fremtiden, siger Andrew Beebe, Suntechs kommercielle chef.
Solcelleproducenter har svært ved at opnå yderligere stigninger i, hvor effektivt solpaneler af krystallinsk silicium omdanner sollys til elektricitet – så solenergiinnovation er skiftet til elektronik bagpå panelet. Hver inkrementel effektfordel nedbringer omkostningerne pr. watt, og elektronik er der, hvor forbedringerne vil være, siger Matthew Feinstein, en forskningsmedarbejder ved Lux Research .
National Semiconductors strømoptimerende enhed er allerede på markedet. Tests på kundeinstallationer har vist, at det kan presse 25 procent mere energi ud af et solcelleanlæg, siger Kevin Kayser, der er marketingchef i virksomheden. Uafhængige test af National Renewable Energy Laboratory og Photon International har vist effektforøgelser fra arrays så høje som 39 procent.
Solcellemoduler fungerer på forskellige strøm- og spændingsniveauer. Paneler er traditionelt spændt sammen i en serie, og deres kombinerede jævnstrøm sendes til en stor inverter. Inverteren gør to ting: den konverterer strømmen til net-klar AC-elektricitet, og dens kontrolkredsløb søger konstant efter og indstiller driftsspændingen og strømniveauerne for alle panelerne baseret på den samlede effekt af arrayet. Men hvis et panels strøm falder på grund af skygge eller snavs, sænker inverteren strømmen af alle de andre paneler, hvilket reducerer arrayets effektudgang. Ti procent skygge på arrayet betyder et strømtab på 50 procent, siger Kayser.
National Semiconductors power optimizer fjerner det centrale styrekredsløb i inverteren og placerer i stedet et separat styrekredsløb bag hvert panel. Dette gør det muligt for optimeringsværktøjet at vride mest kraft fra hvert panel. Derudover siger Kayser, mens nogle strømoptimeringsprodukter enten øger både strøm og spænding eller mindsker strøm og spænding, kan deres øge og mindske både strøm og spænding og presse endnu mere strøm ud.
Enheden tilføjer omkring 12 cents pr. watt til installationsomkostningerne for et solcelleanlæg, men betaler sig selv inden for to år for de fleste installationer. Derudover behøver installatører ikke at bekymre sig om for eksempel den skiftende skygge af en skorsten eller den præcise hældningsvinkel for hvert panel. Det kan forenkle designtiden og reducere installationstiden, så deres fortjenstmargen stiger, siger Kayser.
Suntech har ikke lagt alle sine æg i én kurv. Virksomheden kigger også på mikroinvertere, en anden elektronisk teknologi, der forventes at øge fotovoltaisk strøm. Mikroinvertere justerer spændings-strømniveauerne for hvert panel og går derefter et skridt videre: de konverterer panelets jævnstrøm til AC.
De to tilgange har deres fordele og ulemper. Mikroinvertere gør det lettere at forbinde paneler sammen, så nye solcelleanlæg er nemmere at installere, og det er også nemmere at tilføje paneler til et array senere. Men det er nemmere at eftermontere eksisterende systemer med strømoptimering - og Kayser siger, at de også burde tilbyde bedre samlet systemeffektivitet. Det er fordi at konvertere DC til AC på hvert panel, som mikroinvertere gør, kræver at optrappe hvert panels lave driftsspænding på omkring 30 volt til netstandarden 120 volt, hvilket fører til et vist strømtab.
Suntech har slået sig sammen med et halvt dusin virksomheder, der laver mikroinvertere og strømoptimere. Disse inkluderer startups Enphase Energy i Petaluma, Californien; Tigo Energi i Los Gatos, Californien; og Azuray teknologier i Portland, Oregon. Tigo laver en DC power optimizer, der justerer panelets strømniveauer og kan øge udgangseffekten med op til 20 procent. Enphase hævder, at dets mikroinvertere kan hjælpe solsystemer med at høste op til 25 procent mere energi. Azuray laver i mellemtiden både strømoptimering og mikroinvertere.
Mens begge teknologier har eksisteret i to årtier, er de først for nylig blevet implementeret i billige, pålidelige produkter, siger Eric Wesoff, solanalytiker hos Greentech Media . Panelproducenter er endelig blevet overbevist om, at det er noget, der kan holde, siger han. Og da ingeniører maksimerer andre midler til at øge effektiviteten af fotovoltaiske arrays, er de mere villige til at prøve forskellig elektronik. Mindst 20 forskellige sol-elektronik-startups viste deres produkter frem på Solar Power International-konferencen i Los Angeles i denne uge.
Wesoff tilføjer, at Suntech tager den smarte, forsigtige tilgang ved at samarbejde med flere mikroinverter- og strømoptimeringsleverandører. Det er klart, at de ikke vælger en vinder eller en arkitektur, siger han.