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2022年1月26日

太阳能优化器。你应该在你的系统中添加它们吗？

突出说明什么是优化器以及它们如何工作的指南

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Tigo Energy Intelligence (EI)

准备好开始您的项目了吗？

投资太阳能光伏（PV）系统是降低能源费用和减少对电网依赖的一个好方法。太阳能装置通常持续25年以上，所以评估如何最大限度地提高系统的性能是很重要的，这将使你的投资回报最大化。

要最大限度地提高太阳能光伏系统的性能，一种方法是安装组件电力电子组件级电力电子设备。组件级电力电子设备每块太阳能电池板（组件太阳能组件称为组件）的背面，并提供多种功能，例如用于安全防护的快速关断、组件监控以及优化功能。本文将重点探讨优化功能，特别是其具体作用及其带来的益处。

什么是优化器？

“优化器”一词常与组件级电力电子设备互换使用，但它们实际上是组件级电力电子设备的一个子集组件级电力电子设备非常特定的功能组件级电力电子设备它们组件级电力电子设备减轻阴影或功率不匹配对太阳能发电系统的影响。

据美国国家可再生能源实验室（NREL）称，“部分遮挡会导致住宅光伏系统年发电量损失10%–20%甚至更多。”此外，NREL还指出，“微型逆变器或直流功率组件电子设备已被证实能减少系统中的功率不匹配现象，从而挽回因部分遮挡而损失的30%–40%的电能。” 简而言之，优化器能帮助您回收原本因遮挡而损失的能量。

造成阴影的原因有很多

根据领先的太阳能设计软件供应商Aurora Solar的说法，"每当一个电池或电池板由于有遮挡物而无法接受阳光时，就会降低该太阳能部分的发电量。这种障碍物可能来自各种不同的来源。

附近的物体，如树木、天线或电线杆等
来自其他光伏板行的 "自我遮蔽"。
来自安装地点周围地形的地平线遮挡
其他因素，如面板方向、污垢或不同的老化"

大多数住宅屋顶和许多商业建筑都有某种遮阳物。即使没有任何遮挡物，也会因污垢和太阳能电池组件的不同降解率而出现不匹配。要了解更多有关失配的其他原因以及如何发生失配的信息，我们编写了这份whitepaper。

优化器如何减少阴影的影响？

根据Aurora的说法，"当一个太阳能电池被遮蔽时，通过整个电池串的电流会减少。这很重要，因为电池串中的每一个电池都必须在被遮挡的电池设定的电流下工作。这阻止了未被遮挡的电池以最大功率运行....。因此，是的，只有少量的阴影可以对太阳能电池板的功率输出产生巨大的影响"。

太阳能电池板通常是串联安装的（在一条链上彼此直接连接），整个电池串以相同的电流运行。当一个电池板有阴影或不匹配时，它可以降低整个电池板串的电流--因此也降低了电力输出。

优化器通过监测并在需要时调整电流和电压来缓解不匹配现象。通过不断监测每个电池板之间传递的电压和电流，优化器可以了解太阳能电池板产生能量的平均速度和数量。如果它感觉到由不匹配引起的电压或电流的变化，它会自动调整，以确保每个电池板以电池串的最大功率潜力运行。

优化者在行动

让我们通过一个案例研究，来看看优化器是如何实际运作的。在 Tigo，我们提供的优化器将组件监控和快速关停功能整合为一套解决方案。因此，系统所有者可以一目了然地掌握系统性能，确保一切运行正常，并凭借内置的安全功能高枕无忧。

加利福尼亚州圣何塞的一位业主拥有一套光伏系统，该系统既没有组件监控功能，也不符合快速关断标准，更缺乏优化措施。他希望对系统进行升级，以解决附近树木遮挡导致的发电量下降问题（见图2）。在每块太阳能电池板上加装Tigo优化器（具体TS4-A）后，该业主不仅发电量超过了以往，还对系统运行状况有了更清晰的了解。用这位业主的话说：

"我的光伏系统最初是在2009年安装的，2017年在我的系统中加入Tigo优化器是一个很大的改进。我每年平均获得超过5%的产出。我还能够看到太阳能模块何时需要清洁，并立即看到每次清洁的结果。我得到了有趣的月度报告，显示哪些太阳能模块产生了最多和最少的能量"。

在此查看完整的案例研究。要看这个房主的房子的实时系统性能，请查看能源智能演示。

Tigo优化器如何工作

如果您查看演示中的条形图或图3，绿色部分代表由Tigo优化器回收能量。Tigo是唯一一家向客户展示其优化技术所带来的额外电力的组件级电力电子设备。

Tigo分析了数万个安装了优化器的站点，结果显示这些优化器平均将太阳能发电量提高了6.6%。如果您拥有一个10千瓦（kW）的系统，这意味着可额外产生1,156千瓦时（kWh）的电力，并在项目25年的生命周期内为您节省超过6,000美元（假设电价为0.18美元/千瓦时，且每年增长3%）。如需了解更多关于回收能量信息，请查阅此案例研究。