Solárne fotovoltické systémy pozostávajú z niekoľkých solárnych panelov zapojených do polí v závislosti od elektrickej energie požadovanej od každého z týchto panelov, ktoré sú zložené z mnohých solárnych článkov PV, ktoré sú základnými jednotkami zapojenými do zachytávania energie zo slnka a ich premeny na elektrinu. Teraz, ak tieň dopadne iba na jednu časť solárneho panelu vo vašom poli, môže byť potenciálne ohrozený výstup z kompletného systému, možno to označiť ako zatienenie FV panelov.

Obrázok znázorňujúci rozdiel vo výstupe zo zatieneného a netieneného solárneho panelu

Pre lepšie pochopenie

Zvažovanie panelov ako kus potrubia a solárna energia je ako voda pretekajúca týmto potrubím. Netradičné solárne struny, odtieň je niečo, čo blokuje prúdenie. Ak napríklad vo všetkých paneloch spadne do jedného pruhu tieň zo stromu alebo komína, bude výstup jedného z nich znížený na nulovú hodnotu, tak dlho, ako to bude známe. Ak tu existuje samostatná, netienená struna, môže táto struna obyčajne priniesť vyšší výkon.

Grafické znázornenie vplyvu tienenia na slnečnú sústavu

Aké sú faktory spôsobujúce tieňovanie?

Tienenie, ktoré sa zvyčajne vytvára z dôvodu mrakov, prekážok v životnom prostredí, ako sú napríklad stromy alebo susedné budovy, automatické tienenie medzi panelmi v rovnobežných radoch, špina, prach a rôzne iné odpadky podobné vtákom z koša atď. Tieto tieniace efekty sú alsostatické účinky polohy prekážky alebo v niektorých prípadoch dynamické, napríklad ako by castby. pohybujúce sa mraky.

Ako to ovplyvňuje výkon solárneho systému?

Solárne panely sú zapojené do paralelnej kombinácie v závislosti od rozsahu vstupného napätia invertora. Ak padá tieň zo stromu alebo komína aj na jeden panel šnúrky, bude výstup celého reťazca po dobu tieňa takmer nulový. Je to tak preto, že panely sú navzájom prepojené takým spôsobom, že sa výstup zníži na úroveň prúdu prechádzajúceho najslabším panelom. Ak bude existovať samostatný, netienený reťazec, bude ako obvykle zvykať na výstupný výkon. Dopad odtieňa na celý systém závisí od toho, ako sú panely navzájom spojené.

Ako riešiť problém s tienením?

• Umiestnenie FV systémov

Pred inštaláciou solárneho FV systému musíte vykonať dôkladnú analýzu lokality, zohľadňujúcu celú dobu dňa a všetky ročné obdobia, aby ste sa vyhli tieňu. Pred dokončením umiestnenia FV systému je tiež potrebné zvážiť blízky rastúci strom alebo budovu, ktorá sa v budúcnosti môže vyskytnúť.

• Obtoková dióda

Vynechajte diódy, aby ste znížili efekt tieňovania

Deštruktívne účinky vykurovania na horúcich miestach je možné obísť použitím obtokovej diódy. Obtoková dióda je pripojená paralelne, ale s opačnou polaritou, k solárnemu článku, ako je znázornené nižšie. Za normálnej prevádzky bude každý solárny článok predpätý dopredu, a preto bude obtoková dióda reverzne predpätá a bude skutočne otvoreným obvodom. Ak je však solárny článok spätne predpätý v dôsledku nesúladu skratového prúdu medzi niekoľkými sériovo pripojenými článkami, potom vedie obtoková dióda, čo umožňuje, aby prúd z dobrých solárnych článkov prúdil vo vonkajšom obvode, a nie aby boli predpäté každý dobrá bunka. Maximálne reverzné predpätie naprieč zlým článkom sa zníži asi na jeden pokles diódy, čím sa obmedzí prúd a zabráni sa zahrievaniu hot-spot. Činnosť obtokovej diódy a vplyv na IV krivku sú zobrazené v animácii nižšie.

Tok prúdu pre dva články v sérii a účinok obtokovej diódy. Animácia postupuje automaticky od jednej podmienky k druhej.

Účinok obtokovej diódy na IV krivku je možné určiť tak, že sa najskôr nájde IV krivka jedného solárneho článku s obtokovou diódou a potom sa táto krivka skombinuje s inými krivkami IV solárneho článku. Obtoková dióda ovplyvňuje solárny článok iba v opačnom smere. Ak je spätné vychýlenie väčšie ako napätie kolena solárneho článku, potom sa dióda zapne a vedie prúd. Kombinovaná IV krivka je znázornená na obrázku nižšie.

IV krivka solárneho článku s bypassovou diódou.

Zabránenie ohrevu hot-spot pomocou obtokovej diódy. V záujme jasnosti príklad používa celkovo 10 buniek s 9 nestínovanými a 1 tieňovanými. Typický modul obsahuje 36 článkov a účinky nesúladu prúdu sú bez bypassovej diódy ešte horšie, ale s bypassovou diódou sú menej dôležité. Animácia sa pohybuje automaticky. Ak chcete pokračovať, nemusíte klikať.

V praxi je však jedna bypassová dióda na jeden solárny článok všeobecne príliš drahá a namiesto toho sú bypassové diódy zvyčajne umiestnené v skupinách solárnych článkov. Napätie v zatienenom alebo slaboprúdovom solárnom článku sa rovná predpätému predpätiu ostatných sériových článkov, ktoré zdieľajú rovnakú obtokovú diódu plus napätie obtokovej diódy. To je znázornené na obrázku nižšie. Napätie v netienených solárnych článkoch závisí od stupňa tienenia slaboprúdového článku. Napríklad, ak je článok úplne zatienený, potom budú netienené solárne články predpäté svojím skratovým prúdom a napätie bude asi 0,6V. Ak je zlý článok zatienený iba čiastočne, časť prúdu z dobrých článkov môže pretekať obvodom a zvyšok sa používa na smerovanie predpätia každého spojenia solárnych článkov, čo spôsobuje nižšie napätie predpätia naprieč každým článkom. Maximálny rozptyl energie v zatienenej bunke sa približne rovná generovacej schopnosti všetkých buniek v skupine. Maximálna veľkosť skupiny na diódu bez poškodenia je asi 15 článkov / bypassová dióda pre kremíkové články. Pre normálny modul s 36 článkami sa preto používajú 2 bypassové diódy, aby sa zabezpečilo, že modul nebude citlivý na&„hot-spot &“; poškodenie.

Vynechajte diódy cez skupiny solárnych článkov. Napätie v netienených solárnych článkoch závisí od stupňa zatienenia zlého článku. Na obrázku vyššie je ľubovoľne zobrazené 0,5 V.

• Sieťový invertor s možnosťou sledovania MPP

Technológia sledovania maximálneho bodu výkonu (MPP Tracking alebo MPPT) je dnes štandardom medzi výrobcami strunových invertorov. Sieťové invertory s MPP Tracker sú schopné vytlačiť čo najviac využiteľnej energie zo série solárnych panelov (aj keď sú tieňované) úpravou vstupného napätia. Stručne povedané, program MPP Tracker pomáha minimalizovať straty na výstupe spojené s čiastočným tieňovaním a inými nesúladmi výstupu. Invertory bez technológie MPPT strácajú výkon zo slabšej struny, keď prekročí požadovanú výstupnú hranicu.

• Mikro invertor a optimalizátory výkonu

Na prekonanie problému s čiastočným tieňovaním sa používajú mikroinvertory aj optimalizátory výkonu. Umožňuje každému solárnemu panelu pracovať individuálne, aby produkcia energie systému nebola neprimerane ovplyvnená iba jedným alebo dvoma tieňovanými panelmi.

Rôzne typy slnečných tienení

Existujú rôzne typy solárnych tienení v závislosti od objektov, ktoré vytvárajú tieň.

Dočasné zatienenie

Dočasné zatienenie zahŕňa tieňovanie, ktoré je výsledkom oblakov, trusu vtákov, prachu alebo padlého lístia.

Tienenie vyplývajúce z budovy

Tiene, ktoré sú výsledkom budovy, sú kritické, pretože zahŕňajú priame tiene. Príkladmi tohto typu tienenia sú komíny, svetelné vodiče, satelitné antény, antény, strešné a fasádne výčnelky, ofsetová stavebná konštrukcia, strešná nadstavba.

Tienenie z miesta

Tienenie z daného miesta pochádza z okolia budovy. Mohli by tam byť stromy alebo kríky, káble vedúce cez budovy, susednú budovu alebo vzdialené budovy, ktoré by rovnako mohli spôsobiť zatemnenie horizontu.

Tienenie samé

V prípade systémov na montáž do stojana môže byť samostínové zatienenie modulov spôsobené radom modulov. V týchto prípadoch je potrebné optimalizovať sklon a vzdialenosť medzi radmi modulov.

Priame tieňovanie

Priame tienenie môže spôsobiť vysoké straty energie, pretože blízkosť objektu vrhajúceho tieň bráni fotovoltaickému solárnemu panelu zachytiť svetlo.