Điện tử công suất cấp mô-đun (MLPE) hứa hẹn sẽ loại bỏ tổn thất do bóng và cho phép giám sát trên mỗi bảng điều khiển. Trong ứng dụng phù hợp họ cung cấp. Trong một mảng trường mở không có bóng mờ, chúng sẽ thêm chi phí với lợi ích tối thiểu. Hướng dẫn này giúp bạn quyết định giải pháp MLPE nào - nếu có - đáng được chỉ định.
Vấn đề cốt lõi MLPE giải quyết
Trong hệ thống biến tần chuỗi tiêu chuẩn, tất cả các mô-đun trong chuỗi hoạt động ở cùng một dòng điện. Nếu một mô-đun trong chuỗi 20 bị che khuất và tạo ra 50% dòng điện bình thường, nó sẽ buộc mọi mô-đun khác trong chuỗi giảm xuống — có khả năng cắt giảm toàn bộ đầu ra của chuỗi từ 30–50% tùy thuộc vào hoạt động của đi-ốt rẽ nhánh. MLPE phá vỡ sự phụ thuộc về điện giữa các mô-đun. Mỗi mô-đun hoạt động độc lập ở điểm công suất tối đa của riêng nó, do đó việc tạo bóng hoặc không khớp trên một mô-đun không ảnh hưởng đến các mô-đun khác.
Bộ chuyển đổi vi mô: chuyển đổi AC được phân phối đầy đủ
Biến tần vi mô là một biến tần nhỏ được gắn trực tiếp phía sau mỗi mô-đun, chuyển đổi DC thành AC ở cấp độ mô-đun. Đầu ra AC cấp trực tiếp vào hệ thống dây điện của tòa nhà.
- Ưu điểm: Mỗi mô-đun hoàn toàn độc lập. Không có DC điện áp cao trên mái nhà (đơn giản hóa việc tuân thủ tắt máy nhanh chóng). Tiêu chuẩn giám sát cấp mô-đun. Bảo hành 25 năm phổ biến (dòng Enphase IQ8). Dễ dàng mở rộng từng bảng một.
- Nhược điểm: Chi phí trên mỗi watt cao hơn so với hệ thống dây ($0,10–0,20/W). Nhiều điểm có thể xảy ra hư hỏng trên mái nhà. Đấu dây AC giữa các bảng phức tạp hơn đấu dây DC. Ít phù hợp hơn với mảng thương mại lớn (>200 kWp) do chi phí.
- Tốt nhất cho: Khu dân cư, thương mại nhỏ (10–100 kWp), mái nhà đa hướng phức tạp, địa điểm có bóng râm cục bộ đáng kể, thị trường có yêu cầu ngừng hoạt động nhanh chóng nghiêm ngặt (NEC 2017+)
Trình tối ưu hóa chuỗi (trình tối ưu hóa DC): MLPE một phần
Bộ tối ưu hóa DC (SolarEdge, Tigo) được gắn vào mỗi mô-đun và tối đa hóa công suất đầu ra ở cấp mô-đun trong DC, nhưng vẫn gửi nguồn DC đến bộ biến tần trung tâm hoặc chuỗi để chuyển đổi AC. Biến tần thực hiện chuyển đổi; trình tối ưu hóa xử lý MPPT cấp mô-đun.
- Ưu điểm: Chi phí thấp hơn so với biến tần vi mô. Giữ lại những lợi thế về hiệu quả và độ tin cậy của biến tần chuỗi. Tính năng SolarEdge Safe DC giảm điện áp mái nhà xuống 1V khi tắt biến tần. Giám sát cấp mô-đun. Cân bằng tốt giữa lợi nhuận và chi phí.
- Nhược điểm: Vẫn có DC điện áp cao giữa bộ tối ưu hóa và biến tần (ít liên quan hơn với DC an toàn). Yêu cầu bộ biến tần tương thích (Bộ tối ưu hóa dòng P của SolarEdge yêu cầu bộ biến tần SolarEdge). Trình tối ưu hóa thêm một điểm lỗi ở mỗi mô-đun. Trình tối ưu hóa Tigo linh hoạt hơn (hoạt động với bất kỳ biến tần nào) nhưng ít tính năng hơn.
- Tốt nhất cho: Mái nhà thương mại có độ che nắng vừa phải hoặc hướng hỗn hợp, trang bị thêm trên các hệ thống biến tần chuỗi hiện có (triển khai có chọn lọc Tigo), các hệ thống không có đủ chi phí cho biến tần vi mô
Khi nào KHÔNG sử dụng MLPE
MLPE tăng thêm 10–25% chi phí phần cứng hệ thống. Trong nhiều ứng dụng thương mại, điều đó đơn giản là không hợp lý:
- Gắn trên mặt đất ngoài trời: Không tạo bóng, bố cục đồng nhất — bộ biến tần chuỗi cung cấp PR gần giống hệt cho các hệ thống MLPE với chi phí thấp hơn đáng kể
- Mái nhà thương mại bằng phẳng lớn: Nếu mảng được thiết kế với khoảng cách giữa các hàng thích hợp và không có vật cản, MLPE sẽ tăng năng suất ở mức tối thiểu
- Thị trường có ngân sách hạn chế: Ở CIS, Nam Á và một số khu vực MENA, phí bảo hiểm MLPE không được hoàn trả trong khoảng thời gian hợp lý theo giá điện địa phương
Bảng so sánh
| Yếu tố | Biến tần vi mô | Trình tối ưu hóa DC | Biến tần chuỗi tiêu chuẩn |
|---|---|---|---|
| Độc lập mô-đun | Đầy đủ (AC trên mỗi mô-đun) | Đầy đủ (DC MPPT trên mỗi mô-đun) | Không có (cấp chuỗi) |
| Khả năng chịu bóng | Tuyệt vời | Tuyệt vời | Kém đến trung bình |
| Phí bảo hiểm | Cao (+15–25%) | Trung bình (+8–15%) | Đường cơ sở |
| DC cao thế trên mái nhà | Không | Có (giảm nhẹ với Safe DC) | Có |
| Giám sát chi tiết | Cấp độ mô-đun | Cấp độ mô-đun | Cấp chuỗi |
| Bảo hành | 25 năm | 25 năm (SolarEdge) | 5–12 tuổi |
| Kích thước mảng tốt nhất | <200 kWp | 50–5.000 kWp | bất kỳ |
Tính toán hoàn vốn
Trước khi chỉ định MLPE, hãy chạy các con số: nếu hệ thống 200 kWp tốn thêm 18.000 USD cho bộ tối ưu hóa DC và mang lại thêm 8% (16.000 kWh/năm ở mức 0,12 USD/kWh = 1.920 USD/năm), phí bảo hiểm tối ưu hóa sẽ hoàn trả sau 9,4 năm. Trong một hệ thống không có bóng mờ chỉ tăng 2%, thời gian hoàn vốn kéo dài đến 37 năm — dài hơn tuổi thọ của hệ thống. Chỉ chỉ định MLPE khi phân tích bóng đổ hỗ trợ nó.