Taxa de tăiere: lăsarea energiei pe masă

Noțiuni introductive despre decupare

Clippingul apare atunci când modulele solare produc mai multă energie DC decât poate converti invertorul în energie AC utilizabilă. Energia în exces este „tăiată” și, prin urmare, irosită.

Exemplu: Un modul de 425 W asociat cu un microinvertor de 325 W va reduce cu 100 W energia potențială la performanță maximă. Acest lucru este ilustrat în figura 5.

Cum arată decupajul

Clippingul este ușor de observat în graficele de producție ale sistemului solar. Când apare clippingul, graficul arată un vârf aplatizat, indicând faptul că sistemul produce mai puțină energie decât ar putea. O scanare rapidă a reddit/r/solar pentru clipping va arăta numeroase exemple de proprietari de case care se întreabă de ce producția lor de energie este limitată. Unele dintre comentarii evidențiază faptul că proprietarii de case sunt din ce în ce mai conștienți de clipping și preocupați de impactul acestuia asupra performanței sistemelor lor.

‍

‍

Impactul financiar al tăierii

Având în vedere prevalența microinvertoarelor asociate cu module de capacitate mai mare, decuparea nu este un fenomen rar. În multe cazuri, nepotrivirea dintre modul și microinvertor este justificată de faptul că nu se cheltuie mai mulți bani pentru microinvertoare cu putere mai mare. Cu toate acestea, pierderile mici se adună.

O reducere anuală de doar 3% poate costa 10.724 USD din economiile pe durata de viață pentru o instalație solară rezidențială de 15 kW (factor de capacitate de 19%, 0,30 USD/kWh, creștere a tarifului la energie electrică de 5%, 25 de ani). Folosind aceleași ipoteze, o reducere de 2% diminuează economiile cu 7.149 USD, iar una de 1% le diminuează cu 3.575 USD.

În figura 7, o analiză a performanței realizată de un furnizor important de microinvertoare arată că valorile de limitare variază în funcție de calitatea condițiilor solare (diferite pentru fiecare oraș identificat) și de puterea modulelor.

Pierderile de producție din primul an cauzate de tăierea modulelor, în funcție de puterea modulelor și locație, cu un microinvertor de 300 W

‍

‍

Invertoarele string pot și ele să se blocheze, dar nu în același mod.

Sistemele cu invertor de șir pot, de asemenea, să se blocheze dacă puterea combinată a modulelor depășește puterea invertorului de șir. Acest lucru se poate întâmpla oricând raportul DC:AC este mai mare decât 1, ceea ce este frecvent.

Însă invertoarele string dintr-un sistem cu arhitectură DC au o caracteristică specială: atunci când sunt asociate cu o baterie cuplată la curent continuu, energia produsă peste valoarea nominală a invertorului poate fi utilizată pentru încărcarea bateriei.

Figura 8 ilustrează diferența dintre performanța invertorului cuplat în curent continuu și performanța microinvertorului într-o zi în care producția solară depășește capacitatea maximă (CA) a invertorului.

Cu o baterie cuplată la curent continuu, energia solară excedentară poate încărca bateria. Cu o baterie cuplată la curent alternativ sau un sistem cu microinvertor, energia excedentară este decupată.

‍

Chiar și fără baterii, invertoarele cu șiruri funcționează mai bine

Instalatorii care nu utilizează în prezent baterii consideră adesea că nu există nicio diferență între sistemele cu șiruri și sistemele cu microinvertoare dacă raportul DC:AC este același. Dar există.

• Microinvertoare: Clippingul are loc pentru fiecare modul în parte, limitând individual puterea de ieșire a fiecărui modul.
• Invertoare de șir: Fărăbaterie, decuparea are loc numai atunci când puterea combinată a panourilor depășește capacitatea invertorului, uniformizând vârfurile și reducând pierderile în sistemele cu orientare multiplă. Decuparea nu va avea loc dacă este asociată cu o baterie cuplată la curent continuu pentru încărcare.

Concluzie: chiar și fără baterie și cu rapoarte DC:AC similare, un invertor de șir va produce mai puține decupări decât microinvertoarele. Deoarece acest subiect este mai complex și mai nuanțat decât este descris aici, puteți găsi un capitol cu un exemplu specific și detalii aici: Bonus: Confruntarea decupărilor: MLPE vs. Optimizatori.

‍

Cum să evitați pierderile din cauza tăierii

Microinvertoarele și optimizatoarele sunt de obicei grupate într-o categorie tehnologică numită Module-Level Power Electronics (MLPE). Dar, deoarece optimizatoarele au avantajul de a fi cuplate în curent continuu, ele consumă mai puțină energie, iar energia din modul poate ajunge la baterie fără a suferi pierderile obișnuite de conversie și de redirecționare. Unul dintre motivele pentru care MLPE a devenit popular este faptul că oferă optimizare la nivel de modul, monitorizare și oprire rapidă – caracteristici dorite și solicitate de instalatori și proprietarii de case. Optimizatorii, precum TS4-A-O și TS4-X-O de la Tigo (cu o putere nominală de până la 700 W și, respectiv, 800 W) oferă aceste caracteristici solicitate, fiind în același timp compatibili cu modulele solare de înaltă performanță.

‍

Contraziceri la decuparea Stans

Clippingul este un subiect fierbinte pentru proprietarii de case și instalatori, în parte deoarece partea plată a curbei de producție este atât de vizibilă. O scurtă privire aruncată pe un forum dedicat energiei solare dezvăluie rapid proprietari de case îngrijorați care postează grafice de clipping. Aceste postări primesc de obicei unul dintre următoarele răspunsuri:

„Nu-ți face griji, va scădea în timp”.

Este adevărat că decuparea microinvertoarelor va scădea probabil în timp. Dar probabil că va fi mai mică decât se anunță. Mulți utilizatori vor indica documentul tehnic Enphase privind decuparea ca dovadă. Cu toate acestea, documentul presupune o rată de degradare de 0,4% după primul an. Modulele REC – care au reprezentat cea mai mare parte a ofertelor din raportul EnergySage 1H24 – includ în garanția lor o rată de degradare a performanței garantată de mai puțin de 0,25% după primul an. Garanția asigură „până la sfârșitul celui de-al 25-lea an, o putere reală de cel puțin 92% din puterea nominală”. Astfel, un modul de 450 W este încă garantat să producă 414 W sau mai mult; aceasta este degradarea maximă a performanței, nu media. În plus, raportul Enphase nu menționează nicio degradare a puterii maxime a microinvertorului, în ciuda faptului că nu există garanții de performanță în garanția microinvertorului. Ar fi dificil să numim un dispozitiv electronic supus unor cicluri termice și de funcționare zilnice care să nu sufere impacturi asupra performanței după zeci de ani de funcționare.

„Nu merită investiția pentru a trece la microinvertoare cu putere mai mare.”

Aceasta este o afirmație rezonabilă dacă se compară microinvertoare între ele; microinvertoarele cu putere mai mare sunt mai scumpe. Dar comparația reală (și neutră) pentru a evita decuparea ar trebui să fie între un microinvertor și un invertor de șir.

„De fapt, este mai eficient”

Această afirmație se referă, de obicei, la curbele de eficiență ale invertoarelor, care demonstrează că invertoarele funcționează mai eficient atunci când sunt aproape de capacitatea lor maximă. În plus, microinvertoarele cu putere mai mare au, de obicei, tensiuni de pornire mai mari. Prin urmare, trecerea la un microinvertor cu putere mai mare înseamnă că sistemul „se trezește” mai târziu decât unul cu putere mai mică și ar pierde orele de producție cu lumină slabă. Acest lucru poate fi observat în figura 9.

Pe lângă creșterea costurilor asociată trecerii la un microinvertor cu putere mai mare, există un potențial impact negativ asupra eficienței și numărului de ore de funcționare. Acesta este un compromis real care trebuie luat în considerare. Dar, din nou, această afirmație compară microinvertoarele cu microinvertoarele. Un invertor de șir Tigo, în schimb, începe să producă la 80 V pe toate modulele dintr-un șir, ceea ce înseamnă că producția începe atunci când doar un șir de module funcționează la limita inferioară a spectrului de producție – doar 10 V fiecare pentru un șir de 8 module.

„Invertoarele de șiruri vor fi și ele afectate”

Acest subiect este tratat mai sus, iar o analiză aprofundată este disponibilă aici: Bonus: Confruntarea dintre MLPE și optimizatori

‍

Concluzie

Pe măsură ce puterea modulelor crește, costul decupării crește. Această „taxă de decupare” poate costa până la 10.724 USD pe durata de viață a unui proiect solar, dar poate fi evitată. Când bateriile sunt asociate cu un invertor cuplat în curent continuu, producția solară în exces poate încărca bateria, evitând complet decuparea. Din fericire, bateriile devin rapid norma.

În plus, bateriile introduc pierderi suplimentare pentru microinvertoare, pe care le vom detalia în capitolul următor - Taxa de conversie: costul ascuns al bateriilor cuplate în curent alternativ.

‍

--

Vrei mai mult?

Webinar: Pe15 aprilie (ziua impozitelor în SUA), organizăm un webinar care va aprofunda detaliile seriei Microinverter Tax. Înscrieți-vă la webinar aici.

Mai jos găsiți lista completă a capitolelor incluse în această serie (linkurile vor fi adăugate pe măsură ce capitolele vor fi publicate):

Mai jos găsiți lista completă a capitolelor incluse în această serie (linkurile vor fi adăugate pe măsură ce capitolele vor fi publicate):

1. Rezumat: Creșterea taxei pe microinvertoare
2. Tendințe: schimbări majore în industria energiei solare
3. Taxa de tăiere: Lăsarea energiei pe masă
4. Taxa de conversie: costul ascuns al bateriilor cuplate în curent alternativ
5. Taxa pe echipamente: mai multe echipamente, mai multe probleme
6. Soluția este DC: optimizatori DC, baterii cuplate DC
7. Bonus: Confruntarea clipurilor: Nu toate raporturile DC:AC sunt egale
8. Glosar de termeni

‍