Cuprins:
- Introducere
- Cât de mult afectează umbrirea eficiența panourilor solare?
- Care sunt diferitele tipuri de umbrire?
- Metode de a evita pierderile cauzate de umbrire ale panourilor solare
- Concluzie
Introducere
În lumea panourilor solare, umbrirea este cel mai mare adversar. Aceasta poate duce la reducerea producției și poate afecta funcționarea eficientă a sistemelor. Prin urmare, problemele de umbrire trebuie să fie considerate temeinic înainte de instalarea aranjamentelor fotovoltaice solare.
Cât de mult afectează umbrirea eficiența panourilor solare?
Unii experți sugerează că umbrirea ar putea reduce producția sistemelor fotovoltaice solare cu până la 40%. Interesant este că, chiar dacă doar 10% din panouri sunt umbrite, eficiența poate scădea cu 50%. Acest lucru se datorează modului în care celulele solare sunt conectate în sistem.
Panourile solare tradiționale sunt conectate într-o serie de „șiruri” paralele. Dacă un șir este afectat de umbrire, pierderea se poate propaga și în alte părți. Pentru a preveni eșecul complet al tuturor celulelor, instalațiile includ de obicei diode de bypass. Aceste diode redirecționează curentul, ocolind celulele cu performanțe slabe. Cu toate acestea, deși acest lucru previne eșecul întregului array - similar cu modul în care un bec defect într-un șir de lumini de Crăciun nu afectează întregul șir - limitează energia celulelor și reduce tensiunea întregului șir.
În acest context, invertoarele joacă un rol crucial. Ele trebuie să echilibreze optimizarea tensiunii șirurilor cu performanțe slabe sau să maximizeze energia colectată de șirurile neafectate. Indiferent de abordarea aleasă, invertoarele trebuie să decidă între două opțiuni ineficiente.
Care sunt diferitele tipuri de umbrire?
Umbrirea temporară: Include umbrirea temporară cauzată de zăpadă, excremente de păsări și frunze căzute. Acumularea de praf poate de asemenea rezulta în umbrire temporară.
Auto-umbrire: Acest tip de umbrire afectează rafturile sistemului de instalare și poate fi cauzat de rândul de module anterior. Prin urmare, aspectul rândurilor de module este crucial în planificarea sistemului.
Umbrirea clădirilor: obiectele precum coșurile de fum, antene parabolice, antene și structurile de acoperiș pot cauza umbrirea clădirilor.
Umbrirea pozițională: cuprinde orice umbrire cauzată de mediile înconjurătoare, cum ar fi copacii și alte clădiri din apropiere.
Obstrucție directă: Orice obiect suficient de aproape pentru a obstrucționa direct sistemul solar poate avea cel mai mare impact asupra eficienței sale.
Metode de evitare a pierderilor cauzate de umbrire la panourile solare
Pentru a evita umbrirea aranjamentelor de panouri fotovoltaice, se pot lua următoarele măsuri:
1.Efectuați o analiză a umbrirei înainte de construcție:
Înainte de construirea centralei electrice, ar trebui efectuată o analiză cuprinzătoare a umbrirei. Acest lucru include investigarea surselor potențiale de umbrire din împrejurimi, cum ar fi liniile de înaltă tensiune, balustradele, vegetația și clădirile existente (inclusiv clădirile planificate). Prin luarea măsurilor necesare, cum ar fi ajustarea pozițiilor de instalare, efectele umbrirei pot fi minimizate.
În timpul sondajului și instalării, trebuie luată în considerare creșterea anuală a vegetației și dacă frunzișul și ramurile copacilor vor cauza umbrire. Dacă se anticipează probleme de umbrire, ar trebui să se ia în considerare tăierea sau îndepărtarea copacilor. În plus, ar trebui luate în considerare schimbările de teren pentru a preveni ca umbrirea să afecteze expunerea la soare a panourilor, inclusiv umbrirea în direcțiile nord-sud și est-vest, precum și umbrirea de la diferite înălțimi în cadrul aceluiași rând.
2.Păstrați panourile solare curate:
Curățarea regulată a suprafeței panourilor solare este un pas important în menținerea funcționării eficiente a sistemelor de energie solară. Curățarea poate preveni ca excrementele de păsări, praful și umbrirea de la copaci să afecteze panourile, asigurând o absorbție adecvată a luminii. În plus, instalarea panourilor în locații cu umbrire minimă poate reduce semnificativ impactul umbrirei asupra eficienței generării de energie.
3.Evitați obstrucțiile artificiale:
În timpul proiectării și instalării sistemelor solare, evitați instalarea gardurilor sau ridicarea stâlpilor pentru alungarea păsărilor în jurul panourilor solare. De asemenea, în timpul întreținerii, aveți grijă să nu provocați accidental umbrire, cum ar fi uscarea hainelor sau plasarea obiectelor pe panouri. Acest lucru asigură performanța optimă și eficiența sistemului de energie solară.
4.Utilizați mai mulți invertori MPPT:
Luând în considerare utilizarea mai multor invertori MPPT pentru a reduce impactul umbrei asupra panourilor solare este o strategie eficientă. Invertoarele MPPT sunt componente critice în sistemele solare, având funcția principală de a monitoriza tensiunea de ieșire și curentul panourilor solare și de a ajusta punctul de operare în timp real pentru a asigura producția maximă de energie.
Utilizând mai mulți invertori MPPT în sistem, panourile solare pot fi împărțite în mai multe șiruri independente, fiecare controlat de un inverter MPPT separat. Acest lucru înseamnă că, chiar dacă unele panouri sunt umbrite, alte panouri neafectate pot menține o generare eficientă a energiei. Fiecare inverter MPPT poate urmări și maximiza independent puterea de ieșire a fiecărui panou, minimizând astfel impactul umbrei asupra generării totale de energie a sistemului.
În plus, un sistem cu mai mulți invertori MPPT poate depăși problemele de nepotrivire cauzate de umbrire. Deoarece fiecare inverter funcționează independent, chiar dacă unele părți ale panourilor sunt umbrite, întregul sistem nu este afectat, asigurând eficiența maximă a panourilor solare. Cu toate acestea, este important de notat că utilizarea unui sistem cu mai mulți invertori MPPT va crește costul sistemului, deci, atunci când se decide adoptarea acestui design, condițiile locației și constrângerile bugetare trebuie considerate în mod cuprinzător.
5.Rulați panourile solare în paralel:
Este bine cunoscut faptul că modulele fotovoltaice acoperite de umbre reduc semnificativ producția de energie a întregului șir. Cu toate acestea, panourile umbrite în cadrul unui șir nu afectează producția de energie a șirurilor paralele. Acest lucru înseamnă că se poate adopta o grupare strategică: modulele afectate de umbrire pot forma un șir, în timp ce modulele neafectate de umbrire pot forma un alt șir, maximizând astfel generarea generală de energie. Conectând panourile la șiruri diferite separat, efectele umbrei pot fi minimizate.
Pentru sistemele solare rezidențiale mici, utilizarea panourilor solare operate în paralel cu microinvertoare poate fi o opțiune mai rentabilă. Deși această abordare poate crește costul inițial al sistemului, oferă o mai mare flexibilitate și fiabilitate, deoarece fiecare panou poate opera independent fără să afecteze performanța întregului sistem din cauza umbrelor sau defectelor altor panouri. Prin urmare, pentru sistemele solare rezidențiale mici, utilizarea panourilor solare operate în paralel cu microinvertoare poate fi o alegere rezonabilă și eficientă pentru îmbunătățirea eficienței și fiabilității generale ale sistemului.
6.Utilizați panouri solare cu o rezistență puternică la umbrire:
Panourile solare IBC (Interdigitated Back Contact) de la Maysun Solar demonstrează o rezistență puternică la umbrire cu tehnologia lor unică de contact complet pe spate și design de ultimă oră.
Aceste panouri utilizează tehnologia de contact complet pe spate, permițând fluxul normal al electrozilor metalici pozitivi și negativi chiar și când sunt umbrite, eliminând în același timp rezistența pe față, reducând eficient daunele cauzate de punctele fierbinți la componente și reducând astfel riscul de operare a centralei electrice.
Partea frontală prezintă un design fără electrozi metalici, extinzând gama de absorbție a luminii. Chiar dacă unele celule sunt umbrite, alte celule neumbrite pot continua să genereze curent, asigurând o generare de energie de înaltă eficiență pentru întregul panou.
Fără obstrucții din linii de grilă metalice pe partea frontală, pierderea de lumină este redusă, crescând zona iluminată cu 2,5%. Această caracteristică formează tehnologia unică de curent de scurtcircuit înalt caracteristică celulelor IBC, făcând densitatea lor celulară cu 5-8% mai mare decât cea a celulelor Perc și TOPCon, cu performanțe superioare de generare a energiei.
În plus, caracteristicile rezistente la umbrire ale părții frontale fără electrozi metalici permit o gamă mai largă de absorbție a luminii, cu un interval de absorbție spectrală de 300nm-1200nm, rezultând în pornirea dimineața devreme și oprirea seara târziu a panoului, cu un câștig de putere de peste 2,0% comparativ cu panourile Perc și Topcon.
Prin urmare, panourile solare IBC de la Maysun Solar oferă o soluție fiabilă pentru funcționarea eficientă și generarea stabilă de energie a sistemelor solare, cu rezistența lor remarcabilă la umbrire, gama extinsă de absorbție a luminii și câștigul excelent de generare a energiei.
7. Utilizarea diodelor de bypass și MOS pentru a atenua efectele umbrelor:
Când panourile solare sunt parțial umbrite, diodele de bypass și MOS (Semiconductor Metal-Oxid) joacă un rol crucial. Acestea permit ca curentul să ocolească partea umbrită, maximizând eficiența zonelor neumbrite. Tradițional, diodele de bypass erau utilizate pentru a aborda această problemă, dar s-au confruntat cu provocări cum ar fi eficiența redusă și adaptabilitatea limitată în condiții complexe de umbrire. Cu toate acestea, o nouă soluție, MOS (Întrerupător de Bypass MOS), oferă o perspectivă proaspătă. Controlând eficient fluxul de curent și adaptându-se rapid la schimbările condițiilor de lumină, MOS atenuează impactul umbrelor, asigurând generarea continuă de energie și îmbunătățind fiabilitatea și durata de viață a panourilor solare. Panourile solare de la Maysun Solar sunt echipate cu tehnologia MOS pentru performanță optimă.
Concluzie
În proiectarea și instalarea panourilor solare, reducerea umbririi este unul dintre factorii cheie pentru a asigura funcționarea eficientă a sistemului. Luând măsuri adecvate, cum ar fi efectuarea unei analize de umbrire înainte de construcție, curățarea regulată a panourilor solare și evitarea obstrucției artificiale, impactul umbririi asupra sistemelor solare poate fi minimizat. În plus, utilizarea panourilor solare cu rezistență puternică la umbrire, cum ar fi panourile solare IBC de la Maysun Solar și utilizarea tehnologiei MOS, poate îmbunătăți și mai mult stabilitatea sistemului și eficiența generării de energie. Prin urmare, atunci când proiectați și instalați sisteme solare, este esențial să luați în considerare temeinic problemele de umbrire și să selectați soluții adecvate pentru a asigura o generare continuă și stabilă de energie și pentru a contribui la viitorul energiei durabile.
Referinţă:
Lee, S. (2023) „Avoid solar panel shading: How to minimize its impact”, Velo Solar, 20 februarie. https://www.velosolar.com/solar-panel-shading/.
Boiler Guide Limited (fără dată) Solar PV și umbrire | Ghid solar. https://www.solarguide.co.uk/solar-pv-and-shading.
Opie, N. (2022) „Limiting shading losses to maximize solar power output”, Ratedpower, 15 februarie. https://ratedpower.com/blog/shading-losses/.
Staff, A. (2024) Pierderile de umbrire în sistemele fotovoltaice și tehnici pentru a le atenua. https://aurorasolar.com/blog/shading-loss-in-pv-systems-and-techniques-to-mitigate-them/.
Rezolvarea problemelor de umbrire a modulului fotovoltaic cu ajutorul MOS (comutator bypass MOS) - o idee nouă de la Maysun Solar (fără dată). https://www.maysunsolar.eu/blog/pv-module-shading-problems-with-the-help-of-mos.
Panou solar IBC, Producator de module solare IBC | Maysun Solar (fără dată). https://www.maysunsolar.eu/ibc-series-solar-panel.
Ați putea dori, de asemenea: