211service.com
Mer växelström från solpaneler
Det finns mer med solenergi än blå glasiga paneler som skimrar på hustaken. Lika viktiga är växelriktarna som omvandlar likström som skapas av solpanelerna till nätklar växelström. Vanligtvis är alla paneler i ett tak-PV-system anslutna till en stor växelriktare monterad på sidan av ett hus.
Bakom scenen: Små mikroväxelriktare, som den som visas ovan, kan fästas bakom varje solpanel för att omvandla likström till växelström och förbättra systemets totala effektivitet.
Börja Enphase Energy från Petaluma, CA, tillverkar nu de första mikro-invertrarna. Dessa mindre växelriktare kan skruvas fast i hyllan under varje solpanel för att omvandla likström till växelström för varje panel individuellt. Företaget hävdar att enheterna kommer att öka ett PV-systems effektivitet med 5 till 25 procent och minska kostnaden för solenergi.
Enphase har samlat in mer än 20 miljoner dollar i sin senaste finansieringsrunda. Företaget har slagit sig ihop med olika distributörer och partners, inklusive tillverkare av solcellsmoduler Suntech Power Holdings och installatör Akeena Solar , för att ta ut sin enhet till kunderna. Mikroväxelriktarna skulle kunna användas på PV-system för bostäder, kommersiella eller till och med bruksskala, säger Todd Wilson, en allmän partner på RockPort Capital Partners , en av de ledande investerarna i Enphases teknologi.
Förutom DC-till-AC-konvertering ansvarar växelriktare för att få ut mest kraft från solcellsmoduler. De har en logikkrets som ständigt söker efter de bästa spännings- och strömnivåerna vid vilka panelerna kan fungera. (Ström är produkten av spänning och ström.)
I ett konventionellt PV-system kopplas solpaneler samman i serie och deras kombinerade högspänningslikström matas till en växelriktare. Därför optimerar växelriktarens logiska krets de totala ström- och spänningsnivåerna. Men om en panels ström sjunker, begränsar det systemets totala uteffekt. Något så enkelt som ett löv som blåser över en modul, eller damm eller skräp eller skugga på en modul, kommer att påverka hela uppsättningen av alla de moduler som är seriekopplade, säger Leesa Lee, marknadschef på Enphase.
Mikroväxelriktare optimerar spännings-strömnivåerna på varje panel individuellt. Detta pressar ut mest kraft från varje panel och lägger sedan ihop den, vilket ökar systemets effektivitet. Eventuell påverkan på en modul är begränsad till enbart den modulen, säger Lee. Dessutom är utrustningskostnaden för mikroväxelriktare cirka 15 procent lägre än kostnaden för ett traditionellt system, säger hon, eftersom dyra likströmskomponenter, som signalkombinatorer och frånkopplingar, kan ersättas med växelströmsdelar från hyllan.
Konceptet med små växelriktare har funnits i mer än ett decennium, men det har funnits tekniska utmaningar för att tillverka praktiska enheter. En av de största stötestenarna för mikro-inverterteknologier tidigare har varit konverteringseffektivitet, säger Marv Dargatz, Enphases senior director för system. Enphase konverterade många analoga delar i kretsarna till digitala för att göra växelriktaren mindre utan att ge avkall på effektiviteten. Konverteringseffektiviteten för en enskild mikroväxelriktare är 95,5 procent, i nivå med effektiviteten för traditionella stora växelriktare, som sträcker sig från 94 till 96 procent.
Daniel Kammen , en professor i offentlig politik som specialiserat sig på energi vid University of California, Berkeley, säger att solenergiindustrin har hållit fast vid konventionen om att ansluta solpaneler i en sträng sedan 1960-talet, då växelriktare var dyra. Det är lite galet att vi fortfarande hakar ihop solpaneler i serie, säger Kammen. Du tar det som nu är den dyraste delen av systemet, solpanelerna, och bara genom att sättet ihop dem drar du ner deras produktion.
Mikroväxelriktare maximerar effektuttaget, men de gör också systemet väldigt flexibelt, säger Kammen. Du kan helt enkelt koppla in fler paneler till din array om du behöver mer kraft – du kan inte göra det med ett traditionellt system, säger han. Om du lägger till fler paneler än växelriktaren kan ta, måste du byta ut den näst dyraste delen av systemet: växelriktaren.
Halvledartillverkare National Semiconductor tar ett annat tillvägagångssätt för att hantera strömmen från ett PV-system. Företaget har gjort en effektoptimerare enhet för individuella solpaneler. Enheten har bara den logiska kretsen för att optimera ström- och spänningsnivåer - den gör inte DC-till-AC-strömkonverteringen. Ralf Muenster, vice vd för förnybar energi på National Semiconductor, säger att företaget också övervägde att tillverka mikroväxelriktare. Istället valde man att göra effektoptimeraren eftersom den kan fungera med ett bredare spänningsområde än vad växelriktare kan.
Men mikro-inverterarna kan ha en extra fördel. Eftersom de får växelström från en solpanel, förvandlar de i princip varje panel till en separat strömkälla. Enphases mikroväxelriktare skickar även data över Internet till företagets servrar. Användare kan övervaka sin installation online, titta på hur mycket ström var och en gör och kontrollera var strömmen från varje solpanel förbrukas. Du kan behålla några av panelerna för att sälja kraft och andra för att driva din frys, säger Kammen.