Ha mindig ideális körülmények lennének akkor a fenti ábra szerint termelne egy 10 db 250W-os napelemből álló rendszer.

A problémából adódik, hogy valamilyen módon az egyes panelek működését, illetve befolyását a többi panel működésére, függetleníteni kell. Ezt a függetlenítést csak valamilyen elektronikus eszközzel lehet megvalósítani (modulszintű teljesítmény elektronika – Module Level Power Electronics – MLPE). Ezek a teljesítmény elektronikai eszközök további előnyökkel szolgálhatnak mint pl. a:

• Panelek független működése: a panelek koszolódása, gyártásból, öregedésből adódó különbségek nem jelennek meg a termelésben,
• Sokkal nagyobb rugalmasságunk lesz a tervezés során: egy sztringben több tetőn lévő panelt is összeköthetünk,
• Lehetőségünk lesz a panelek monitorizálására: a rosszabbul termelő paneleket ki tudjuk szűrni, illetve megelőző intézkedésekkel (pld panelmosás) biztosítani tudjuk a maximális termelést,
• Biztonsági szempontból az elektronika le tudja kapcsolni már a tetőn a paneleket ha valamilyen baj van (pld tűz esetén)

A modulszintű teljesítmény elektronika folyamatosan fejlődik . A fejlődés lépéseit alább vázoljuk fel:

ELSŐ MEGOLDÁS: BYPASS DIÓDÁK

Ez a megoldás minden jelenleg gyártott napelemben létezik. Amennyiben egy fa teljesen beárnyékol egy panelt, az a panel gyakorlatilag áthidalódik, olyan mintha nem is létezne. Tehát ha letakarnánk egy takaróval egy panelt a 10-ből, a többi 9 normálisan működne tovább. A probléma megint az ideális körülményekkel van: a bypass diódák akkor aktivizálódnak amikor jelentős árnyék jelenik meg a panel legalább egyharmadán. Miközben az árnyék néha teljesen beárnyékolhat egy napelemet, a gyártási különbségek valamint a koszolódás csak részlegesen befolyásolja a panelműködést. Ezért a diódás megoldás nem oldja meg a koszolódás, részleges árnyékolás valamint a gyártási különbségekből adódó teljesítmény csökkenést.

MÁSODIK MEGOLDÁS : MICRO INVERTEREK

Valakinek az jutott az eszébe, hogy panelszinten kellene átalakítani az egyenáramot váltóárammá. A megoldás lényege, hogy micro invertereket helyeznek el minden panel mögé. Ezzel minden panel monitorozása megoldott, így ha egyik panelünk 10%-al kevesebbet termel akkor valószínűleg árnyékolás, koszolódási gondok lehetnek vagy (kevésbé valószínű) az adott napelem nem teljesíti a műszaki paramétereit.
A micro inverterek problémái nagyon komplexek, ezek részleteit itt nem fejtjük ki. Röviden, a micro inverterek gyakran okoznak tervezési korlátokat melyek csökkentik az energiatermelést. Ugyancsak logikus azt feltételezni, hogy egy tetőn elhelyezett, olykor igen meleg környezetben működő elektronikai eszköz kevésbé megbízható mint egy védett árnyékos helyen elhelyezett berendezés.

HARMADIK MEGOLDÁS:  ELSŐ GENERÁCIÓS TELJESÍTMÉNY OPTIMALIZÁLÓK

A teljesítmény optimalizálók lényege, hogy az inverter funkció 2 részre oszlik: az MPPT (maximum power point tracker) aminek a feladata a minél nagyobb teljesítmény kihozatal a panelből illetve maga az egyenáramot 230V váltóárammá átalakító eszköz (az inverter) .

A megoldást elsőként a SolarEdge és a Tigo alkalmazta az un. “panel optimalizálási” elvvel.  A lényeg, hogy a MPPT funkció felkerül a tetőre, illetve az inverter átalakítási funkció marad lent egy védett árnyékos helyen.

• A SolarEdge komplett megoldást kínál. Minden panel mögé egy teljesítmény optimalizálót tesznek valamint az inverter egy fix feszültségű MPPT nélküli eszköz. További részletek itt.
• Tigo csak teljesítmény optimalizálókat kínál melyek bármely inverterrel működnek. Valójában a Tigo TS4 megoldással, ha csak pár panel esik árnyékba, akkor csak azokra a panelekre kell tenni optimalizálót, ezzel csökkentve az összberuházási költséget. A költségek további csökkentésére a panelek egyedi monitorozása valamint a DC feszültség biztonsági csökkentése opcionális extraként jelenik meg.

Mindkét megoldás kiváló. SolarEdge drágább de jobb is. A Tigo pénztárca barát főleg ha szelektíven alkalmazzuk az optimalizálókat és kihagyjuk a monitorozási valamint a biztonságos lekapcsolási funkciót.

NEGYEDIK MEGOLDÁS: MAXIM 2.generációs optimalizálók

Ha tőlünk függne minden árnyékos helyre Solaredge vagy Tigo-Fronius rendszereket telepítenénk. A panelteljesítmény optimalizálás minden esetben növeli a termelést. Továbbá a rendszer panelszintű felügyeleti, illetve biztonságos lekapcsolási lehetősége igen nagy előnyt jelent.

Mi a Maxim megoldás?

Maxim a második generációs teljesítmény optimalizáló. Egy egyszerű és költséghatékony megoldás mely egy dolgot csinál: panel teljesítmény optimalizálást. Miközben a microinverteres, SolarEdge és a Tigo megoldások az egyedi monitorozást, illetve a magasabb szintű biztonsági megoldásra fókuszálnak a Maxim csak a főproblémára fókuszál : nem minden panel árama egyforma egy sztringen belül.

Hogy működik a MAXIM?

A Maxim kiváltja a régi bypass diódákat Maxim chipekkel. A működés lényege hogy a chip részleges árnyékolás esetén megemeli a panel áramát, hogy az a többi panelhez illeszkedjen.

A megoldás elegáns és megfizethető. Nincs több komponens a tetőn, ezáltal kevesebb hibásodhat meg. És bármely inverterhez csatlakoztatható.

DE A MAXIM TÖBBET TUD!

A microinverterek és az első generációs teljesítményoptimalizálók panelszinten végzik a dolgukat. Ha egy madár bepiszkít egy cellát az egész panel termelése csökkenni fog. De a panelek mindig 3 sztring cellákból állnak melyeket régebben bypass diódákkal védtek le. Mivel a Maxim chipek a diódák helyére kerülne, azt lehet mondani hogy a Maxim chip cellás sztringeket vagy egyharmad panelt vezérel. Így a madarunk “termése” csak a panel egyharmadát befolyásolja.

Mivel a technológia új, egyelőre nem sok gyártó építi be a Maxim chipet paneljébe. Mindenképpen cégünk követi a fejlődést és mind minden más terméknél, akkor fogja bevezetni a piacra amikor már sok helyen bizonyított. A Solaredge és a Tigo megoldások benne vannak cégünk kínálatában.