Solarni PV sistemi sastoje se od anumberosolarnih panela povezanih u nizove ovisno o potražnji električne energije iz svake od tih ploča, koje se, pak, sastoje od mnogosolarnih PV ćelija koje su bitne jedinice uključene u hvatanje sunčeve energije i njihovo pretvaranje u električnu energiju. Sada, ako sjena padne samo na jedan dio solarne ploče vašeg polja, izlaz iz kompletnog sistema može biti potencijalno ugrožen, to se može odnositi na zasjenjivanje PV panela.

Slika koja prikazuje razliku u izlazu iz zasjenjenog i zasjenjenog solarnog panela

Za bolje razumevanje

Razmatramo niz panela po komad cijevi, a solarna energija je poput vode koja teče kroz tu cijev. Nekonvencionalne žice, sjenilo je nešto što blokira taj tok. Ako, na primjer, sjena sa drveta ili dimnjaka padne jedno na sve ploče unutar žice, izlaz cijele žice smanjuje se na samo nulu dokle god sjenilo sjedi tamo. Ako postoji zasebna, zasjenjena žica, međutim, ova žica može još uvijek pretvoriti moć kao i obično.

Grafički prikaz učinka zasjenjenja na Sunčev sistem

Koji su faktori uzroci sjenčanja?

Sjenčanje, tipično uzrokovano oblacima, smetnjama okoline na suhastreama ili u blizini zgrada, samosjenčanjem ploča u paralelnim redovima, prljavštinom, drugačijim ili drugačijim otpadom poput ptica itd. Ovi efekti zasjenjenja su također statistički rezultat položaja zapreke ili u nekim slučajevima dinamičnog, na primjer, izbacivanje sjene pokretni oblaci.

Kako to utiče na performanse solarnog sistema?

Solarni paneli povezani su u seriju paralelno kombinovanih ovisno o rasponu ulaznog napona inverter. Ako sjena s drveta ili dimnjaka pada čak i na jednu ploču žice, izlaz cijele žice bit će gotovo nula za period hlada. To je zato što su paneli povezani zajedno na takav način da se izlaz smanji na nivo struje koji prolazi kroz najslabiju ploču. Ako je to zaseban, zasjenjen niz, on će i dalje okretati izlazne snage uobičajeno. Utjecaj sjene na cijeli sustav ovisi o tome kako su paneli povezani.

Kako se riješiti problema sa sjenčanjem?

• Pozicioniranje PV sistema

Prije instaliranja solarnog PV sistema, morate pažljivo analizirati lokaciju uzimajući u obzir cijelo doba dana u svim godišnjim dobima kako biste izbjegli hlad. Obličavajuće drvo ili zgrada koja će se možda pojaviti u budućnosti takođe treba razmotriti prije finalizacije lokacije za PV sistem.

• Bypass dioda

Zaobilazne diode smanjuju efekt zasjenjenja

Razarajući efekti zagrijavanja na vrućim tačkama mogu se zaobići upotrebom premosne diode. Bypass dioda je paralelno povezana, ali sa suprotnim polaritetom, na solarnu ćeliju kao što je prikazano dolje. U normalnom radu, svaka solarna ćelija će biti pristrana unaprijed, a samim tim će i premosna dioda biti unazad pristrana i efektivno će biti otvoreni krug. Međutim, ako je solarna ćelija obrnuto pristrana zbog neusklađenosti struje kratkog spoja između nekoliko serijski povezanih ćelija, tada se premošćujuća dioda provodi, dopuštajući tako da struja iz dobrih solarnih ćelija teče u vanjskom krugu, a ne unaprijed pristranska dobra ćelija. Maksimalna obrnuta pristranost na siromašnoj ćeliji smanjena je na otprilike jedan pad diode, čime se ograničava struja i sprečava zagrevanje vrućih tačaka. Rad dolazne diode i učinak na IV krivulju prikazani su u donjoj animaciji.

Protok struje za dvije ćelije u nizu i efekt bypass diode. Animacija se automatski prebacuje iz jednog stanja u drugo.

Učinak zaobilazne diode na IV krivulju može se odrediti tako da se prvo pronađe IV krivulja pojedinačne solarne ćelije sa zaobilaznom diodom, a zatim se kombinira ova krivulja sa ostalim IV krivuljama solarnih ćelija. Bypass dioda utječe na solarnu ćeliju samo obrnuto. Ako je obrnuto odstupanje veće od napona koljena solarne ćelije, tada se dioda uključuje i provodi struju. Kombinovana IV krivulja prikazana je na donjoj slici.

IV krivulja solarne ćelije sa zaobilaznom diodom.

Sprječavanje zagrijavanja na vrućim tačkama pomoću bypass diode. Radi jasnoće, primjer koristi ukupno 10 ćelija s 9 zasjenjenih i 1 zasjenjenom. Tipični modul sadrži 36 ćelija, a efekti trenutne neusklađenosti još su gori bez bypass diode, ali su manje važni kod bypass diode. Animacija se automatski kreće. Za nastavak ne trebate kliktati.

U praksi, međutim, jedna zaobilazna dioda po solarnoj ćeliji je generalno preskupa i umjesto toga zaobilazne diode se obično postavljaju preko grupa solarnih ćelija. Napon na zasjenjenoj ili slaboj struji solarne ćelije jednak je naponu prednapona prednapona ostalih ćelija serije koje dijele istu premosnu diodu plus napon premosne diode. To je prikazano na donjoj slici. Napon na zasjenjenim solarnim ćelijama ovisi o stupnju zasjenjenosti ćelije slabe struje. Na primjer, ako je ćelija potpuno zasjenjena, tada će zasjenjene solarne ćelije biti usmjerene prema naprijed zbog njihove struje kratkog spoja i napon će biti oko 0,6 V. Ako je loša ćelija samo djelomično zasjenjena, dio struje iz dobrih ćelija može proći kroz krug, a ostatak se koristi za pomicanje unaprijed svakog spoja solarnih ćelija, što uzrokuje niži napon prednapona na svakoj ćeliji. Maksimalno rasipanje snage u zasjenjenoj ćeliji približno je jednako sposobnosti generiranja svih ćelija u grupi. Maksimalna veličina grupe po diodi, bez nanošenja oštećenja, je oko 15 ćelija / zaobilazne diode, za silicijske ćelije. Stoga se za normalni 36-ćelijski modul koriste 2 bypass diode kako bi se osiguralo da modul neće biti ranjiv na" hot-spot" šteta.

Zaobilaze diode kroz grupe solarnih ćelija. Napon na zasjenjenim solarnim ćelijama ovisi o stupnju zasjenjenosti siromašne ćelije. Na gornjoj slici proizvoljno je prikazano 0,5 V.

• Strujni pretvarač sa MPP sposobnošću praćenja

Tehnologija praćenja maksimalne snage (MPP praćenje ili MPPT) sada je standard među proizvođačima pretvarača struna. Strujni pretvarači sa MPP Tracker sposobni su istisnuti što je moguće korisniju energiju iz niza solarnih panela (čak i kada su zasjenjeni) podešavanjem ulaznog napona. Ukratko, MPP Tracker pomaže u minimiziranju izlaznih gubitaka povezanih s djelomičnim sjenčanjem i ostalim izlaznim neusklađenostima. Pretvarači bez MPPT tehnologije gube izlaz iz slabijeg niza kada pređu ispod željenog izlaznog praga.

• Mikro pretvarač i optimizatori snage

I mikroinverteri i optimizatori snage koriste se za prevazilaženje problema djelomičnog zasjenjivanja. Omogućava svakom solarnom panelu da radi pojedinačno, tako da samo jedna ili dvije zasjenjene ploče ne bi proporcionalno utjecale na proizvodnju energije sistema.

Različite vrste solarnih zasjena

Postoje različite vrste solarnih zasjena, ovisno o objektima koji stvaraju hlad.

Privremeno sjenčanje

Privremeno sjenčanje uključuje sjenčanje koje je rezultat oblaka, ptičjeg izmeta, prašine ili otpalog lišća.

Sjenčanje koje proizlazi iz zgrade

Sjenčanja koja su rezultat zgrade su kritična jer uključuju direktne sjene. Primjeri ove vrste zasjenjenja su dimnjaci, provodnici rasvjete, satelitske antene, antene, izbočine krova i fasade, ofsetna građevinska konstrukcija, krovna nadgradnja samo da nabrojimo neke.

Sjenčanje s lokacije

Sjenčanje s lokacije dolazi iz okoline zgrade. Moglo bi biti drveća ili grmlja, kablova koji prelaze preko zgrada, susjedne zgrade ili udaljenih zgrada što bi moglo podjednako prouzrokovati zatamnjenje horizonta.

Samosenčenje

Kod sistema za ugradnju u stalke, redoslijed modula može izazvati samo zasjenjenje modula. U tim je slučajevima potrebno optimizirati nagib i razdvajanje redova modula.

Direktno sjenčanje

Direktno zasjenjenje može prouzrokovati velike gubitke energije jer blizina objekta koji baca sjenu ometa PV solarni panel da uhvati svjetlost.