Microinverters กับ String Optimizers (MLPE): Power Electronics ระดับโมดูลใดที่เหมาะกับไซต์ของคุณ

พาวเวอร์อิเล็กทรอนิกส์ระดับโมดูล (MLPE) สัญญาว่าจะกำจัดการสูญเสียแรเงาและเปิดใช้งานการตรวจสอบต่อแผง ในแอปพลิเคชันที่เหมาะสม พวกเขาส่งมอบ ในอาเรย์แบบเปิดฟิลด์ที่ไม่มีแรเงา จะเพิ่มต้นทุนโดยได้รับประโยชน์น้อยที่สุด คู่มือนี้ช่วยให้คุณตัดสินใจว่าโซลูชัน MLPE ใดที่คุ้มค่าที่จะระบุ (ถ้ามี)

ปัญหาหลักที่ MLPE แก้ไขได้

ในระบบอินเวอร์เตอร์สตริงมาตรฐาน โมดูลทั้งหมดในสตริงทำงานที่กระแสเดียวกัน หากโมดูลหนึ่งในสตริงจำนวน 20 ถูกแรเงาและสร้างกระแสไฟฟ้าปกติ 50% โมดูลนั้นจะบังคับโมดูลอื่นๆ ทุกตัวในสตริงลง ซึ่งอาจตัดเอาท์พุตสตริงทั้งหมดได้ 30–50% ขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของบายพาสไดโอด MLPE แบ่งการพึ่งพาทางไฟฟ้าระหว่างโมดูล แต่ละโมดูลทำงานอย่างเป็นอิสระที่จุดกำลังสูงสุดของตัวเอง ดังนั้นการแรเงาหรือไม่ตรงกันในโมดูลหนึ่งจึงไม่ส่งผลกระทบต่อโมดูลอื่นๆ

ไมโครอินเวอร์เตอร์: การแปลงไฟ AC แบบกระจายเต็มรูปแบบ

ไมโครอินเวอร์เตอร์เป็นอินเวอร์เตอร์ขนาดเล็กที่ติดตั้งอยู่ด้านหลังแต่ละโมดูลโดยตรง เพื่อแปลง DC เป็น AC ที่ระดับโมดูล เอาต์พุต AC จะป้อนเข้าสายไฟของอาคารโดยตรง

• ข้อดี: แต่ละโมดูลมีความเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ ไม่มีไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงบนหลังคา (ทำให้การปฏิบัติตามข้อกำหนดการปิดเครื่องอย่างรวดเร็วง่ายขึ้น) มาตรฐานการตรวจสอบระดับโมดูล การรับประกันทั่วไป 25 ปี (ซีรี่ส์ Enphase IQ8) ง่ายต่อการขยายทีละแผง
• จุดด้อย: ราคาต่อวัตต์สูงกว่าระบบสตริง ($0.10–0.20/W พรีเมียม) จุดที่อาจเกิดความล้มเหลวบนหลังคาเพิ่มเติม การเดินสายไฟฟ้ากระแสสลับระหว่างแผงมีความซับซ้อนมากกว่าการเดินสายไฟฟ้ากระแสตรง ไม่เหมาะกับอาร์เรย์เชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ (>200 kWp) เนื่องจากต้นทุน
• ดีที่สุดสำหรับ: ที่อยู่อาศัย อาคารพาณิชย์ขนาดเล็ก (10–100 kWp) หลังคาที่มีหลายทิศทางที่ซับซ้อน ไซต์ที่มีการแรเงาเฉพาะจุด ตลาดที่มีข้อกำหนดการปิดเครื่องอย่างรวดเร็วอย่างเข้มงวด (NEC 2017+)

เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพสตริง (เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพ DC): MLPE บางส่วน

ตัวเพิ่มประสิทธิภาพ DC (SolarEdge, Tigo) ติดอยู่กับแต่ละโมดูลและเพิ่มกำลังขับสูงสุดที่ระดับโมดูลใน DC แต่ยังคงส่งพลังงาน DC ไปยังอินเวอร์เตอร์ส่วนกลางหรือสตริงสำหรับการแปลง AC อินเวอร์เตอร์ทำการแปลง เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพจัดการ MPPT ระดับโมดูล

• ข้อดี: ต้นทุนต่ำกว่าไมโครอินเวอร์เตอร์ คงข้อดีด้านประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของสตริงอินเวอร์เตอร์ไว้ คุณสมบัติ SolarEdge Safe DC ช่วยลดแรงดันไฟฟ้าหลังคาลงเหลือ 1V เมื่ออินเวอร์เตอร์ปิดอยู่ การตรวจสอบระดับโมดูล มีความสมดุลระหว่างผลผลิตและต้นทุนที่ดี
• จุดด้อย: ยังคงมี DC ไฟฟ้าแรงสูงระหว่างเครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพและอินเวอร์เตอร์ (เกี่ยวข้องกับ Safe DC น้อยกว่า) ต้องใช้อินเวอร์เตอร์ที่เข้ากันได้ (เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพ SolarEdge P-series ต้องใช้อินเวอร์เตอร์ SolarEdge) เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพจะเพิ่มจุดที่เกิดความล้มเหลวในแต่ละโมดูล เครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพ Tigo มีความยืดหยุ่นมากขึ้น (ทำงานร่วมกับอินเวอร์เตอร์ใดก็ได้) แต่มีฟีเจอร์น้อยลง
• ดีที่สุดสำหรับ: หลังคาเชิงพาณิชย์ที่มีการแรเงาปานกลางหรือการวางแนวแบบผสม การปรับปรุงเพิ่มเติมบนระบบสตริงอินเวอร์เตอร์ที่มีอยู่ (การใช้งานแบบเลือกสรรของ Tigo) ระบบที่ต้นทุนไมโครอินเวอร์เตอร์เต็มไม่สมเหตุสมผล

เมื่อใดที่ไม่ควรใช้ MLPE

MLPE เพิ่มต้นทุนฮาร์ดแวร์ระบบ 10–25% ในการใช้งานเชิงพาณิชย์จำนวนมาก มันไม่สมเหตุสมผลเลย:

• การติดตั้งภาคพื้นดินแบบเปิด: ไม่มีการแรเงา รูปแบบที่สม่ำเสมอ — สตริงอินเวอร์เตอร์ให้ระบบ PR ถึง MLPE ที่ใกล้เคียงกันโดยมีต้นทุนที่ต่ำกว่ามาก
• หลังคาพาณิชย์แบนขนาดใหญ่: หากอาร์เรย์ได้รับการออกแบบให้มีระยะห่างระหว่างแถวที่เหมาะสมและไม่มีสิ่งกีดขวาง MLPE จะเพิ่มผลตอบแทนให้น้อยที่สุด
• ตลาดที่มีงบประมาณจำกัด: ในประเทศ CIS เอเชียใต้ และบางส่วนของ MENA ค่าพรีเมียม MLPE จะไม่จ่ายคืนภายในระยะเวลาอันสมควรตามอัตราค่าไฟฟ้าในท้องถิ่น

ตารางเปรียบเทียบ

การคำนวณคืนทุน

ก่อนที่จะระบุ MLPE ให้รันตัวเลข: หากระบบ 200 kWp มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม 18,000 เหรียญสหรัฐฯ สำหรับเครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพ DC และให้ผลตอบแทนพิเศษ 8% (16,000 kWh/ปีที่ 0.12 เหรียญสหรัฐฯ/kWh = 1,920 เหรียญสหรัฐฯ/ปี) เบี้ยประกันภัยของเครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพจะจ่ายคืนใน 9.4 ปี ในระบบที่ไม่มีแรเงาซึ่งได้รับเพียง 2% การคืนทุนจะขยายไปถึง 37 ปี ซึ่งนานกว่าอายุการใช้งานของระบบ ระบุ MLPE เมื่อการวิเคราะห์แรเงารองรับเท่านั้น