Spis treści:
- Wprowadzenie
- Jak bardzo cieniowanie wpływa na wydajność paneli słonecznych?
- Jakie są różne rodzaje cieniowania?
- Metody unikania strat cieniowania na panelach słonecznych
- Podsumowanie
Wprowadzenie
W świecie paneli słonecznych cieniowanie jest największym przeciwnikiem. Może prowadzić do zmniejszenia wydajności i wpłynąć na efektywną pracę systemów. Dlatego przed instalacją fotowoltaicznych układów słonecznych, kwestie cieniowania muszą być dokładnie rozważone.
Jak bardzo cieniowanie wpływa na wydajność paneli słonecznych?
Niektórzy eksperci sugerują, że cieniowanie może potencjalnie zmniejszyć wydajność systemów fotowoltaicznych nawet o 40%. Co ciekawe, nawet jeśli tylko 10% paneli jest zacienionych, wydajność może spaść o 50%. Jest to spowodowane sposobem, w jaki połączone są komórki słoneczne w systemie.
Tradycyjne układy paneli słonecznych są połączone w szereg równoległych „strun”. Jeśli jedna struna jest zacieniona, strata może rozprzestrzeniać się na inne części. Aby zapobiec całkowitemu uszkodzeniu wszystkich komórek, instalacje zazwyczaj zawierają diody omijające. Te diody przekierowują prąd, omijając komórki o niskiej wydajności. Chociaż zapobiega to awarii całego układu — podobnie jak jedna zepsuta żarówka w łańcuchu światełek choinkowych nie wpływa na cały łańcuch — ogranicza to energię komórek i obniża napięcie całego sznura.
W tym względzie falowniki odgrywają kluczową rolę. Muszą zrównoważyć optymalizację napięcia niewydajnych sznurów lub maksymalizować energię zbieraną przez nienaruszone sznury. Bez względu na wybraną metodę, falowniki muszą zdecydować między dwoma nieefektywnymi opcjami.
Jakie są różne rodzaje cieniowania?
Tymczasowe cieniowanie: Obejmuje tymczasowe cieniowanie spowodowane przez śnieg, odchody ptaków i opadłe liście. Nagromadzenie kurzu również może skutkować tymczasowym cieniowaniem.
Samocieniowanie: Ten rodzaj zacienienia wpływa na stojaki systemu instalacyjnego i może być spowodowany poprzedzającym rzędem modułów. Dlatego układ rzędów modułów ma kluczowe znaczenie przy planowaniu systemu.
Zacienienie budynków: Obiekty takie jak kominy, anteny satelitarne, anteny i konstrukcje dachowe mogą powodować zacienienie budynków.
Cieniowanie pozycyjne: obejmuje wszelkie zacienienia spowodowane przez otaczające środowisko, takie jak drzewa i inne pobliskie budynki.
Bezpośrednia przeszkoda: Każdy obiekt wystarczająco blisko, aby bezpośrednio zasłonić system solarny, może mieć największy wpływ na jego wydajność.
Metody unikania strat cieniowania na panelach słonecznych
Aby unikać cieniowania na fotowoltaicznych układach paneli, można podjąć następujące środki:
1.Przeprowadź analizę cieniowania przed budową:
Przed budową elektrowni należy przeprowadzić kompleksową analizę cieniowania. Obejmuje to badanie potencjalnych źródeł cieniowania w otoczeniu, takich jak linie wysokiego napięcia, poręcze, roślinność i istniejące budynki (w tym planowane budynki). Dzięki podjęciu niezbędnych środków, takich jak dostosowanie pozycji instalacji, efekty cieniowania mogą być zminimalizowane.
Podczas badania i instalacji należy wziąć pod uwagę roczny wzrost roślinności oraz to, czy korony drzew i gałęzie będą powodować cieniowanie. Jeśli przewiduje się problemy z cieniowaniem, należy rozważyć przycięcie lub usunięcie drzew. Ponadto należy rozważyć zmiany terenu, aby zapobiec wpływowi cieniowania na ekspozycję słoneczną paneli, w tym cieniowanie w kierunkach północ-południe i wschód-zachód, a także cieniowanie z różnych wysokości w tym samym rzędzie.
2.Utrzymuj panele słoneczne w czystości:
Regularne czyszczenie powierzchni paneli słonecznych jest ważnym krokiem w utrzymaniu efektywnej pracy systemów energii słonecznej. Czyszczenie może zapobiec wpływowi odchodów ptaków, kurzu i cieniowania od drzew na panele, zapewniając odpowiednią absorpcję światła. Ponadto, instalacja paneli w miejscach z minimalnym cieniowaniem może znacząco zmniejszyć wpływ cieniowania na efektywność produkcji energii.
3.Unikaj sztucznych przeszkód:
Podczas projektowania i instalacji systemów solarnych unikaj stawiania ogrodzeń lub montowania słupów odstraszających ptaki wokół paneli słonecznych. Ponadto, podczas konserwacji, bądź ostrożny, aby nie powodować przypadkowego cieniowania, takiego jak suszenie ubrań lub umieszczanie przedmiotów na panelach. Zapewnia to optymalną wydajność i efektywność systemu energii słonecznej.
4.Używaj wielu inwerterów MPPT:
Rozważenie użycia wielu inwerterów MPPT w celu zmniejszenia wpływu cieniowania na panele słoneczne jest skuteczną strategią. Inwertery MPPT są kluczowymi komponentami w systemach solarnych, których główną funkcją jest monitorowanie napięcia wyjściowego i prądu paneli słonecznych oraz dostosowywanie punktu pracy w czasie rzeczywistym, aby zapewnić maksymalną moc wyjściową.
Dzięki zastosowaniu wielu inwerterów MPPT w systemie, panele słoneczne mogą być podzielone na wiele niezależnych ciągów, z których każdy jest kontrolowany przez oddzielny inwerter MPPT. Oznacza to, że nawet jeśli niektóre panele są zacienione, inne niezakłócone panele mogą utrzymywać efektywną generację mocy. Każdy inwerter MPPT może niezależnie śledzić i maksymalizować moc wyjściową każdego panelu, minimalizując tym samym wpływ cieniowania na ogólną generację mocy w systemie.
Ponadto, system z wieloma inwerterami MPPT może pokonać problemy z niedopasowaniem spowodowane cieniowaniem. Ponieważ każdy inwerter działa niezależnie, nawet jeśli części paneli są zacienione, cały system nie jest dotknięty, zapewniając maksymalną ogólną efektywność paneli słonecznych. Jednak ważne jest zauważenie, że użycie systemu z wieloma inwerterami MPPT zwiększy koszt systemu, więc przy podejmowaniu decyzji o przyjęciu tego projektu należy kompleksowo rozważyć warunki lokalne i ograniczenia budżetowe.
5.Podłącz panele słoneczne równolegle:
Jest dobrze znane, że moduły fotowoltaiczne pokryte cieniem znacznie zmniejszają moc wyjściową całego ciągu. Jednak zacienione panele w jednym ciągu nie wpływają na moc wyjściową równoległych ciągów. Oznacza to, że można przyjąć strategiczne grupowanie: moduły dotknięte cieniowaniem mogą tworzyć jeden ciąg, podczas gdy moduły nie dotknięte cieniowaniem mogą tworzyć inny ciąg, maksymalizując w ten sposób ogólną generację energii. Łącząc panele z różnymi ciągami oddzielnie, efekty cieniowania mogą być zminimalizowane.
Dla małych systemów solarnych dla domów, używanie równolegle działających paneli słonecznych z mikroinwerterami może być bardziej opłacalną opcją. Chociaż podejście to może zwiększyć początkowy koszt systemu, zapewnia większą elastyczność i niezawodność, ponieważ każdy panel może działać niezależnie, nie wpływając na wydajność całego systemu z powodu cieniowania lub awarii innych paneli. Dlatego dla małych systemów domowych, używanie równolegle działających paneli słonecznych z mikroinwerterami może być rozsądnym i skutecznym wyborem, aby poprawić ogólną wydajność i niezawodność systemu.
6.Używaj paneli słonecznych o silnej odporności na cieniowanie:
Panele słoneczne IBC (Interdigitated Back Contact) firmy Maysun Solar wykazują potężną odporność na cieniowanie dzięki swojej unikalnej technologii pełnego tylnego kontaktu i nowoczesnemu designowi.
Te panele wykorzystują technologię pełnego tylnego kontaktu, umożliwiając normalny przepływ elektrod metalowych dodatnich i ujemnych nawet w cieniu, jednocześnie eliminując opór na froncie, skutecznie redukując uszkodzenia komponentów spowodowane punktami gorącymi, a tym samym zmniejszając ryzyko działania elektrowni.
Czołowa część panelu posiada projekt bez metalowych elektrod, co rozszerza zakres absorpcji światła. Nawet jeśli niektóre komórki są zacienione, inne niezacienione komórki mogą nadal generować prąd, zapewniając wysoką efektywność generacji mocy dla całego panelu.
Brak przeszkód w postaci metalowych linii siatkowych na froncie redukuje stratę światła, zwiększając oświetloną powierzchnię o 2,5%. Ta cecha tworzy unikalną technologię wysokiego prądu zwarcia charakterystyczną dla komórek IBC, czyniąc ich gęstość komórkową o 5-8% wyższą niż komórki Perc i TOPCon, z lepszą wydajnością wytwarzania energii.
Dodatkowo, cechy odporne na cieniowanie czołowej części bez metalowych elektrod pozwalają na szerszy zakres absorpcji światła, z zakresem absorpcji widmowej od 300nm do 1200nm, co skutkuje wcześniejszym uruchamianiem rano i późniejszym wyłączaniem wieczorem panelu, z zyskiem mocy większym niż 2,0% w porównaniu do paneli Perc i Topcon.
Dlatego panele słoneczne IBC firmy Maysun Solar zapewniają niezawodne rozwiązanie dla efektywnej pracy i stabilnej generacji mocy w systemach energetycznych słonecznych, z ich wyjątkową odpornością na cieniowanie, rozległym zakresem absorpcji światła i doskonałym zyskiem generacji mocy.
7.Użycie diod omijających i MOS do łagodzenia efektów cieniowania:
Gdy panele słoneczne są częściowo zacienione, diody omijające i MOS (półprzewodnik metal-tlenek) odgrywają kluczową rolę. Pozwalają one prądowi omijać zacienioną część, maksymalizując efektywność niezacienionych obszarów. Tradycyjnie, diody omijające były stosowane do rozwiązania tego problemu, ale napotkały one wyzwania takie jak zmniejszona efektywność i ograniczona adaptacyjność w skomplikowanych warunkach cieniowania. Jednak nowe rozwiązanie, MOS (przełącznik omijający MOS), oferuje nową perspektywę. Efektywnie kontrolując przepływ prądu i szybko adaptując się do zmian w warunkach świetlnych, MOS łagodzi wpływ cieniowania, zapewniając ciągłą generację mocy i zwiększając niezawodność oraz żywotność paneli słonecznych. Panele słoneczne firmy Maysun Solar są wyposażone w technologię MOS dla optymalnej wydajności.
Podsumowanie
W projektowaniu i instalacji paneli słonecznych, redukcja cieniowania jest jednym z kluczowych czynników zapewniających efektywną pracę systemu. Poprzez podjęcie odpowiednich środków, takich jak przeprowadzenie analizy cieniowania przed budową, regularne czyszczenie paneli słonecznych oraz unikanie sztucznych przeszkód, wpływ cieniowania na systemy słoneczne może być zminimalizowany. Dodatkowo, używanie paneli słonecznych o silnej odporności na cieniowanie, takich jak panele IBC firmy Maysun Solar oraz wykorzystanie technologii MOS, może dalej poprawić stabilność systemu i wydajność generacji mocy. Dlatego, projektując i instalując systemy słoneczne, niezbędne jest dokładne rozważenie problemów z cieniowaniem i wybór odpowiednich rozwiązań, aby zapewnić ciągłą i stabilną generację mocy oraz przyczynić się do przyszłości zrównoważonej energii.
Odniesienie:
Lee, S. (2023) „Unikaj zacienienia paneli słonecznych: jak zminimalizować jego wpływ”, Velo Solar, 20 lutego. https://www.velosolar.com/solar-panel-shading/.
Boiler Guide Limited (bez daty) Fotowoltaika i zacienienie | Przewodnik po słońcu. https://www.solarguide.co.uk/solar-pv-and-shading.
Opie, N. (2022) „Ograniczenie strat zacienienia w celu maksymalizacji mocy wyjściowej energii słonecznej”, Ratedpower, 15 lutego. https://ratedpower.com/blog/shading-losses/.
Staff, A. (2024) Straty zacienione w systemach fotowoltaicznych i techniki ich łagodzenia. https://aurorasolar.com/blog/shading-losses-in-pv-systems-and-techniques-to-mitigate-them/.
Rozwiązanie problemów z zacienieniem modułów PV za pomocą MOS (przełącznik obejściowy MOS) - nowy pomysł firmy Maysun Solar (bez daty). https://www.maysunsolar.eu/blog/pv-module-shading-problems-with-the-help-of-mos.
Panel słoneczny IBC, producent modułów słonecznych IBC | Maysun Solar (bez daty). https://www.maysunsolar.eu/ibc-series-solar-panel.
Może Ci się spodobać: