A napenergia-rendszerekben a „string” olyan napelemmodulok soros kapcsolású csoportja, amelyek együttesen egy áramkört alkotnak. A stringek kulcsszerepet játszanak a rendszer hatékonyságában, hiszen az egyes modulok kimeneti feszültsége összeadódik, miközben az áramerősség állandó marad.
Hogyan működik egy string?
Soros kapcsolás: A stringben lévő napelemek sorosan vannak összekötve. Az egyes modulok feszültsége összeadódik, míg az áramerősség a legalacsonyabb teljesítményű modul áramerősségével lesz azonos.
- Példa: Ha egy string 10 darab, 40 V-os és 10 A-es modulból áll, akkor a string összfeszültsége 400 V lesz, az áramerősség pedig 10 A.
Inverter csatlakoztatása: A string által termelt egyenáramot (DC) egy inverter alakítja váltakozó árammá (AC), amely közvetlenül használható az épület elektromos hálózatában vagy visszatáplálható az elektromos hálózatba. Nagyobb rendszereknél egy inverter több stringet is képes fogadni.
A string előnyei és hátrányai
Előnyök:
- Egyszerű kialakítás: Soros kapcsolás révén egyszerűbbé válik a napelemek telepítése és elektromos összekötése.
- Költséghatékonyság: Kevesebb kábelre van szükség, mint párhuzamos kapcsolás esetén, ami csökkenti a rendszer telepítési költségeit.
- Kompakt kialakítás: Az inverterekkel történő egyszerű csatlakoztathatóság miatt a stringek ideálisak kis és közepes rendszerek számára.
Hátrányok:
- Árnyékolás hatása: Ha egy modul részben árnyékolt, az csökkentheti a teljes string teljesítményét, mivel az áramerősség a leggyengébb modul teljesítményéhez igazodik.
- Teljesítményveszteség: Ha a stringben lévő modulok között teljesítménybeli eltérés van (pl. gyártási tolerancia, eltérő orientáció), az alacsonyabb teljesítményű modulok korlátozhatják a string összteljesítményét.
Hogyan optimalizálható a string teljesítménye?
MPPT (Maximum Power Point Tracking): Az inverter vagy egy stringkezelő algoritmus biztosítja, hogy a rendszer mindig az optimális teljesítménypontján működjön.
Teljesítményoptimalizálók: Az egyes modulokra szerelt optimalizálók biztosítják, hogy egy árnyékolt modul ne befolyásolja a teljes string teljesítményét.
Azonos teljesítményű modulok használata: Egy stringen belül azonos típusú és teljesítményű modulokat kell használni, hogy minimalizálják a teljesítményveszteségeket.
Helyes tájolás és dőlésszög: Az optimális tájolás biztosítja, hogy minden modul azonos mértékben kapjon napfényt.
Kábelezési hossz minimalizálása: A rövidebb kábelek csökkentik az ellenállási veszteséget.
Stringek és inverterek kapcsolata
Egy inverter, több string: Nagyobb rendszereknél az inverter egyszerre több stringet is kezelhet, így az energiahatékonyság és a redundancia is növekszik. Ezekben a rendszerekben az inverter külön MPPT csatornákat használhat, hogy függetlenül optimalizálja az egyes stringek teljesítményét.
Egy string, egy inverter: Kis rendszereknél vagy szigetüzemű rendszerekben gyakran használnak egy stringet egy inverterrel.
Stringek és modern rendszerek
A hagyományos string-alapú rendszerek mellett az újabb technológiák, például a mikroinverterek és a teljesítményoptimalizálók, új lehetőségeket kínálnak:
Mikroinverterek: Minden modulhoz külön inverter tartozik, így az egyes modulok függetlenül működhetnek. Ez kiküszöböli az árnyékolás hatását.
Teljesítményoptimalizálók: A stringekhez csatlakoztatott eszközök, amelyek javítják az árnyékolt vagy eltérő teljesítményű modulok működését.
Összegzés
A stringek a napelemes rendszerek alapvető építőkövei, amelyek lehetővé teszik a modulok soros kapcsolását és az energiahatékony működést. Azonban a rendszer teljesítménye nagymértékben függ a tervezéstől és az árnyékolás hatásainak kezelésétől. Az optimális működés érdekében fontos a helyes telepítés, azonos teljesítményű modulok használata és a megfelelő inverter kiválasztása.