Соларните фотоволтаични системи се състоят от редица слънчеви панели, свързани в масиви, в зависимост от търсенето на електроенергия от всеки от тези панели, които на свой ред, съставени от много слънчеви фотоволтаични клетки, които са основните единици, участващи в улавянето на енергия от слънцето и превръщането им в електричество. Ако сянката падне дори само на една част от слънчевия панел във вашия масив, изходът от цялата система може да бъде потенциално компрометиран, това може да се нарича засенчване на фотоволтаични панели.

Картина, показваща разликата в изхода от засенчен и неоформеният слънчев панел

За по-добро разбиране

Считайте за канап панели като парче тръба, а слънчевата енергия е като вода, която тече през тази тръба. В конвенционалните слънчеви струни сянката е нещо, което блокира потока. Ако, например, сянка от дърво или комин падне върху дори един във всички панели в рамките на струна, изхода на целия низ намалява до нула за толкова дълго, колкото сянката седи там. Ако има отделен, неразделен низ, обаче, този низ все още може да се окаже енергия, както обикновено.

Графично представяне на ефекта от засенчването върху слънчевата система

Какви са факторите причинява засенчване?

Оцветяването, обикновено причинено поради облаци, препятствия на околната среда като дървета или близки сгради, самозасенчване между панели в паралелни редове, мръсотия, прах и различни други боклуци като птичи торби и др. Тези засенчване ефекти са също така статични в резултат на положението на запушването или в някои случаи динамично, като пример, сянка, която се отиграва чрез преместване на облаци.

Как това влияе върху работата на слънчевата енергия?

Соларните панели са свързани в серийно-паралелна комбинация в зависимост от диапазона на входното напрежение на инвертора. Ако сянка от дърво или комин е падат дори на един панел на низ, изхода на целия низ ще бъде почти нула за периода на сянка. Това е така, защото панелите са свързани по такъв начин, че изходът да се сведе до ниво на ток, преминаващ през най-слабия панел. Ако има отделен, неразделен низ, той все още ще се превърне в изходна мощност както обикновено. Влиянието на сянката върху цялата система зависи от това, обаче, че панелите са свързани.

Как да се справим с проблема със засенчването?

• Разполагане на фотоволтаични системи

Преди да инсталирате слънчева фотоволтаиката, трябва да направите внимателен анализ на обекта, като се има предвид през цялото време на деня за всички сезони на годината, за да се избегне сянка. Наблизо расте дърво или сграда, която може да излезе в бъдеще, също трябва да се разгледа преди да завърши местоположението на PV система.

• Байпас диод

Байпас диоди за намаляване на ефекта от засенчване

Разрушителните ефекти на загряването на горещи точки могат да бъдат заобиколени чрез използване на байпасен диод. Байпас диод е свързан паралелно, но с противоположна полярност, към слънчева клетка, както е показано по-долу. При нормална работа всяка слънчева клетка ще бъде предна предна и следователно байпас диода ще бъде обратна пристрастия и ефективно ще бъде отворена верига. Ако обаче една слънчева клетка е обратна поради несъответствие в късо съединение ток между няколко последователно свързани клетки, тогава байпасният диод протича, като по този начин позволява на потока от добри слънчеви клетки да тече във външната верига, а не предното пристрастяване на всяка добра клетка. Максималното обръщане на пристрастия в бедната клетка се свежда до около една диодна капка, като по този начин се ограничава тока и се предотвратява нагряване на горещи точки. Операцията на байпас диод и ефектът върху IV крива са показани в анимацията по-долу.

Ток на потока за две клетки в серия и ефекта на байпас диод. Анимацията се изпълнява автоматично от едно условие в друго.

Ефектът на байпасния диод върху IV крива може да се определи чрез първо намиране на IV кривата на една единствена слънчева клетка с байпас диод и след това комбиниране на тази крива с други соларни клетки IV криви. Байпасният диод засяга слънчевата клетка само при обратна пристрастя. Ако обратната пристрастия е по-голяма от напрежението на коляното на слънчевата клетка, тогава диодът се включва и провежда ток. Комбинираната iv крива е показана на фигурата по-долу.

IV крива на слънчева клетка с байпас диод.

Предотвратяване на загряване на горещото място с байпас диод. За по-голяма яснота, примерът използва общо 10 клетки с 9 неразцветени и 1 засенчена. Типичен модул съдържа 36 клетки, а ефектите от текущото несъответствие са още по-лоши без байпасния диод, но са по-маловажни при байпасния диод. Анимацията се премества автоматично. Не е необходимо да щракнете, за да продължите.

На практика обаче един байпас диод на слънчева клетка обикновено е твърде скъп и вместо това байпас диоди обикновено се поставят в групи от слънчеви клетки. Напрежението през засенчена или ниско ток слънчева клетка е равно на предното пристрастие на другите клетки, които имат един и същ байпас диод плюс напрежението на байпасния диод. Това е показано на фигурата по-долу. Напрежението през неразделените слънчеви клетки зависи от степента на засенчване на ниското токче. Например, ако клетката е напълно засенчена, тогава несподелените слънчеви клетки ще бъдат предубедени от техния късо съединение ток и напрежението ще бъде около 0.6V. Ако бедната клетка е само частично засенчена, част от тока от добрите клетки може да тече през веригата, а останалата част се използва за напред пристрастие всеки възел на слънчевите клетки, което води до по-ниско напред приливно напрежение през всяка клетка. Максималната разсейване на мощността в затъмнената клетка е приблизително равна на възможността за генериране на всички клетки в групата. Максималният размер на групата на диод, без да причинява щети, е около 15 клетки /байпас диод, за силициеви клетки. За нормален 36-клетъчен модул, следователно, се използват 2 байпасни диоди, за да се гарантира, че модулът няма да бъде уязвим за "горещи точки" щети.

Байпас диоди в групи от слънчеви клетки. Напрежението в неразделените слънчеви клетки зависи от степента на засенчване на бедната клетка. На фигурата по-горе, 0.5V е показана произволно.

• Струнен инвертор с възможност за проследяване на MPP

Технологията за проследяване на максимална мощност (MPP проследяване или MPPT) вече е стандарт сред производителя на низови инвертора. Струнните инвертори с MPP Тракер са в състояние да изтласка възможно най-използваемата енергия от низ от соларни панели (дори когато е засенчена) чрез регулиране на входното напрежение. Накратко, MPP Tracker помага да се намалят загубите на продукция, свързани с частично засенчване и други несъответствия при изхода. Инвертори без MPPT технология губят изхода от по-слабия низ, когато преминава под желания изходен праг.

• Микро инвертор и оптимизатори на мощност

Както Microinverters, така и оптимизатори на мощността се използват за преодоляване на проблема с частичното засенчване. Тя позволява на всеки слънчев панел да работи индивидуално, така че производството на енергия на системата да не е непропорционално повлияно от само един или два сенчести панела.

Различни видове слънчеви сенници

Има различни видове слънчеви засенчвания, в зависимост от обектите, които създават сянка.

Временно оцветяване

Временните засенчване включват засенчване, което е резултат от облаци, птичи изпражнения, прах или паднали листа.

Засенчване в резултат на сградата

Оцветяването, което е резултат от сградата, е от решаващо значение, тъй като включва директни сенки. Примери за този вид засенчване са комини, осветителни проводници, сателитни чинии, антени, издатини на покрива и фасада, офсетна строителна конструкция, покривна надстройка само за да назовем само няколко.

Оцветяване от местоположението

Засенчването от местоположението идва от сградата. Може да има дървета или храсти, кабели, които се въртят над сградите, съседна сграда или отдалечени сгради, които също могат да причинят потъмняване на хоризонта.

Самосеняване

С монтажни системи, самозасенчване на модулите може да се дължи на реда на модулите. В тези случаи е необходимо да се оптимизира наклона и разделянето между редовете на модула.

Директно оцветяване

Директното засенчване може да причини големи загуби на енергия, тъй като близостта до обекта на сянка за да попречи на фотоволтаичния панел да улови светлината.