Τα ηλιακά φωτοβολταϊκά συστήματα αποτελούνται από αναρίθμητα σωληνάρια που συνδέονται με συστοιχίες, ανάλογα με την ηλεκτρική ζήτηση από κάθε ένα από αυτά τα πάνελ, τα οποία, με τη σειρά τους, αποτελούνται από πολλά κύτταρα PVP που είναι απαραίτητα μονάδες που περιλαμβάνονται σε ενέργεια από τον ήλιο και μετατρέπονται σε ηλεκτρική ενέργεια. Τώρα, εάν μια σκιά πέφτει έπειτα σε ένα μέρος του ηλιακού πλαισίου στη συστοιχία σας, η έξοδος από το σύστημα ολοκλήρωσης μπορεί να συμβιβασθεί δυνητικά, αυτό μπορεί να αναφέρεται σε επικίνδυνους φωτοβολταϊκούς πίνακες.

Εικόνα που δείχνει τη διαφορά στην παραγωγή από σκιασμένο και χωρίς σκιά ηλιακό πλαίσιο

Για καλύτερη κατανόηση

Εξετάστε το πάνελ σαν ένα σωληνάριο και η ηλιακή ενέργεια είναι σαν το νερό που ρέει μέσω αυτού του σωλήνα. Οι ασυνήθιστες χορδές, μια σκιά είναι κάτι που εμποδίζει τη ροή. Εάν, για παράδειγμα, μια σκιά από ένα δέντρο ή μια καμινάδα πέσει ένα από όλα σε όλα τα πάνελ μέσα σε αυτό, η έξοδος του ολόκληρου μειώνεται σε περίπου περίπου μηδέν για όσο η σκιά κάθεται εκεί. Εάν υπάρχει μια ξεχωριστή, χωρίς σκιά συμβολοσειρά, ωστόσο, αυτή η συμβολοσειρά μπορεί να συνεχίσει να λειτουργεί ως συνήθως.

Γραφική αναπαράσταση της επίδρασης της σκίασης στο ηλιακό σύστημα

Ποιοι είναι οι παράγοντες που προκαλούν σκίαση;

Σκίαση, συνήθως οφείλεται σε σκούρα, περιβαλλοντικά εμπόδια, όπως δέντρα ή κτίρια, σκίαση μεταξύ πάνελ σε παράλληλες σειρές, βρωμιά, σκόνη και διαφορετικά άλλα σκουπίδια πουλιών κ.λπ. κινούμενα σύννεφα.

Πώς επηρεάζει την απόδοση του συστήματος ηλιακής ενέργειας;

Οι ηλιακοί συλλέκτες είναι συνδεδεμένοι στο εσωτερικό-παράλληλος συνδυασμός ανάλογα με το εύρος τάσης εισόδου του μετατροπέα. Εάν η σκιά από ένα δέντρο ή μια καμινάδα πέφτει ακόμη και σε ένα πάνελ της συμβολοσειράς, η έξοδος του συνόλου θα είναι σχεδόν μηδενική για την περίοδο της σκιάς. Αυτό συμβαίνει επειδή τα πάνελ είναι ενσύρματα μεταξύ τους έτσι ώστε η έξοδος να μειώνεται σε ένα επίπεδο ρεύματος που περνά μέσα από το πιο χαμηλό πάνελ. Εάν υπάρχει ξεχωριστή, χωρίς σκιά συμβολοσειρά, θα συνεχίσει να μειώνει την ισχύ εξόδου ως συνήθως. Η επίδραση της σκιάς στο σύνολο του συστήματος εξαρτάται από το αν τα πάνελ είναι ενωμένα μεταξύ τους.

Πώς να αντιμετωπίσετε το πρόβλημα σκίασης;

• Θέση φωτοβολταϊκών συστημάτων

Πριν εγκαταστήσετε ένα ηλιακό φωτοβολταϊκό σύστημα πρέπει να κάνετε προσεκτική ανάλυση του ιστότοπου λαμβάνοντας υπόψη όλη την ώρα της ημέρας για όλες τις εποχές του έτους για να αποφύγετε τη σκιά. Ένα κοντινό αναπτυσσόμενο δέντρο ή κτίριο που μπορεί να εμφανιστεί στο μέλλον πρέπει επίσης να εξεταστεί πριν από την οριστικοποίηση της θέσης για το Φ / Β σύστημα.

• Δίοδος παράκαμψης

Δίοδοι παράκαμψης για μείωση του αποτελέσματος της σκίασης

Τα καταστρεπτικά αποτελέσματα της θέρμανσης με θερμό σημείο μπορούν να παρακαμφθούν μέσω της χρήσης δίοδος παράκαμψης. Μια δίοδος παράκαμψης συνδέεται παράλληλα, αλλά με αντίθετη πολικότητα, σε μια ηλιακή κυψέλη όπως φαίνεται παρακάτω. Υπό κανονική λειτουργία, κάθε ηλιακό στοιχείο θα είναι μεροληπτικό προς τα εμπρός και επομένως η δίοδος παράκαμψης θα είναι αντίστροφη προκατειλημμένη και θα είναι ουσιαστικά ένα ανοικτό κύκλωμα. Ωστόσο, εάν μια ηλιακή κυψέλη είναι αντίστροφη προκατειλημμένη λόγω αναντιστοιχίας στο ρεύμα βραχυκυκλώματος μεταξύ πολλών συνδεδεμένων κυψελών σειράς, τότε η δίοδος παράκαμψης διεξάγει, επιτρέποντας έτσι στο ρεύμα από τα καλά ηλιακά κύτταρα να ρέει στο εξωτερικό κύκλωμα παρά να προκαλεί προκατάληψη καλό κελί. Η μέγιστη αντίστροφη μεροληψία στο φτωχό κελί μειώνεται σε μια σταγόνα μίας μόνο δίοδος, περιορίζοντας έτσι το ρεύμα και αποτρέποντας τη θέρμανση σε θερμό σημείο. Η λειτουργία μιας δίοδος παράκαμψης και το αποτέλεσμα σε μια καμπύλη IV φαίνονται στην παρακάτω εικόνα.

Τρέχουσα ροή για δύο κελιά σε σειρά και το αποτέλεσμα μιας διόδου παράκαμψης. Η κίνηση κινείται αυτόματα από τη μία κατάσταση στην άλλη.

Το αποτέλεσμα μιας διόδου παράκαμψης σε μια καμπύλη IV μπορεί να προσδιοριστεί με την πρώτη εύρεση της καμπύλης IV ενός μοναδικού ηλιακού στοιχείου με μια δίοδο παράκαμψης και στη συνέχεια με συνδυασμό αυτής της καμπύλης με άλλες καμπύλες ηλιακών κυψελών IV. Η δίοδος παράκαμψης επηρεάζει το ηλιακό στοιχείο μόνο με αντίστροφη προκατάληψη. Εάν η αντίστροφη μεροληψία είναι μεγαλύτερη από την τάση γονάτου του ηλιακού στοιχείου, τότε η δίοδος ανάβει και διεξάγει ρεύμα. Η συνδυασμένη καμπύλη IV φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

IV καμπύλη ηλιακού στοιχείου με δίοδο παράκαμψης.

Αποτροπή θέρμανσης σε θερμό σημείο με δίοδο παράκαμψης Για λόγους σαφήνειας, το παράδειγμα χρησιμοποιεί συνολικά 10 κελιά με 9 χωρίς σκιά και 1 σκιασμένο. Μια τυπική μονάδα περιέχει 36 κελιά και τα αποτελέσματα της τρέχουσας αναντιστοιχίας είναι ακόμη χειρότερα χωρίς τη δίοδο παράκαμψης, αλλά είναι λιγότερο σημαντικά με τη δίοδο παράκαμψης. Η κίνηση κινείται αυτόματα. Δεν χρειάζεται να κάνετε κλικ για να συνεχίσετε.

Στην πράξη, ωστόσο, μία δίοδος παράκαμψης ανά ηλιακό στοιχείο είναι γενικά πολύ ακριβή και αντίθετα οι δίοδοι παράκαμψης τοποθετούνται συνήθως σε ομάδες ηλιακών κυψελών. Η τάση διαμέσου της σκιασμένης ή χαμηλής τάσης ηλιακής κυψέλης είναι ίση με την τάση εμπρόσθιας πόλωσης των άλλων κυψελών σειράς που μοιράζονται την ίδια δίοδο παράκαμψης συν την τάση της διόδου παράκαμψης Αυτό φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Η τάση στα μη σκιασμένα ηλιακά κύτταρα εξαρτάται από τον βαθμό σκίασης της κυψέλης χαμηλού ρεύματος. Για παράδειγμα, εάν η κυψέλη είναι εντελώς σκιασμένη, τότε τα μη σκιασμένα ηλιακά κύτταρα θα προκαλούν πόλωση προς τα εμπρός από το ρεύμα βραχυκυκλώματος και η τάση θα είναι περίπου 0,6V. Εάν το φτωχό κελί είναι μόνο μερικώς σκιασμένο, το μέρος του ρεύματος από τα καλά κελιά μπορεί να ρέει μέσω του κυκλώματος και το υπόλοιπο χρησιμοποιείται για την προώθηση προκατάληψης κάθε διασταύρωσης ηλιακών κυττάρων, προκαλώντας χαμηλότερη τάση εμπρόσθιας πόλωσης σε κάθε κυψέλη. Η μέγιστη απορρόφηση ισχύος στο σκιασμένο κελί είναι περίπου ίση με την ικανότητα παραγωγής όλων των κυψελών στην ομάδα. Το μέγιστο μέγεθος ομάδας ανά δίοδο, χωρίς να προκαλεί ζημιά, είναι περίπου 15 κύτταρα / δίοδος παράκαμψης, για κύτταρα πυριτίου. Για μια κανονική μονάδα 36 κυττάρων, επομένως, χρησιμοποιούνται 2 δίοδοι παράκαμψης για να διασφαλιστεί ότι η μονάδα δεν θα είναι ευάλωτη σε&«hot-spot &»; βλάβη.

Παράκαμψη διόδων σε ομάδες ηλιακών κυττάρων. Η τάση στα μη σκιασμένα ηλιακά κύτταρα εξαρτάται από τον βαθμό σκίασης του φτωχού κυττάρου. Στην παραπάνω εικόνα, εμφανίζεται 0,5V αυθαίρετα.

• Μετατροπέας συμβολοσειράς με δυνατότητα παρακολούθησης MPP

Η τεχνολογία Maximum Power Point Tracking (MPP Tracking ή MPPT) είναι πλέον στάνταρ μεταξύ του κατασκευαστή συμβολοσειρών inverter. Οι μετατροπείς συμβολοσειράς με MPP Tracker είναι σε θέση να συμπιέσουν την όσο το δυνατόν περισσότερη ενέργεια από μια σειρά από ηλιακούς συλλέκτες (ακόμη και όταν είναι σκιασμένοι) ρυθμίζοντας την τάση εισόδου. Με λίγα λόγια, ένα MPP Tracker βοηθά στην ελαχιστοποίηση των απωλειών εξόδου που σχετίζονται με μερική σκίαση και άλλες αναντιστοιχίες εξόδου. Οι μετατροπείς χωρίς τεχνολογία MPPT χάνουν την έξοδο από την ασθενέστερη συμβολοσειρά όταν περνά κάτω από το επιθυμητό όριο εξόδου.

• Micro Inverter και power optimizers

Τόσο οι μικρο-μετατροπείς όσο και οι βελτιστοποιητές ισχύος χρησιμοποιούνται για την αντιμετώπιση του προβλήματος της μερικής σκίασης. Επιτρέπει σε κάθε ηλιακό πάνελ να λειτουργεί ξεχωριστά, έτσι ώστε η παραγωγή ενέργειας του συστήματος να μην επηρεάζεται δυσανάλογα από ένα ή δύο σκιασμένα πάνελ.

Διαφορετικοί τύποι ηλιακών σκιών

Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι ηλιακών σκιών, ανάλογα με τα αντικείμενα που δημιουργούν τη σκιά.

Προσωρινή σκίαση

Η προσωρινή σκίαση περιλαμβάνει σκίαση που είναι αποτέλεσμα νεφών, περιττωμάτων πουλιών, σκόνης ή πεσμένων φύλλων.

Σκίαση που προκύπτει από το κτίριο

Οι σκιές που προκύπτουν από το κτίριο είναι κρίσιμες, καθώς περιλαμβάνουν άμεσες σκιές. Παραδείγματα αυτού του τύπου σκίασης είναι οι καμινάδες, οι αγωγοί φωτισμού, τα δορυφορικά πιάτα, οι κεραίες, οι προεξοχές οροφής και πρόσοψης, η δομή όφσετ, η υπερκατασκευή οροφής για να αναφέρουμε μόνο μερικά.

Σκίαση από την τοποθεσία

Η σκίαση από την τοποθεσία προέρχεται από το περιβάλλον του κτηρίου. Θα μπορούσαν να υπάρχουν δέντρα ή θάμνοι, καλώδια να τρέχουν πάνω από τα κτίρια, γειτονικά κτίρια ή απομακρυσμένα κτίρια που θα μπορούσαν εξίσου να προκαλέσουν σκοτεινό ορίζοντα.

Αυτο-σκίαση

Με συστήματα τοποθέτησης σε ράφι, η σκίαση των μονάδων μπορεί να προκληθεί από τη σειρά των μονάδων. Σε αυτές τις περιπτώσεις, είναι απαραίτητο να βελτιστοποιήσετε την κλίση και τον διαχωρισμό μεταξύ των σειρών της μονάδας.

Άμεση σκίαση

Η άμεση σκίαση μπορεί να προκαλέσει μεγάλες απώλειες ενέργειας καθώς η εγγύτητα με το αντικείμενο σκίασης εμποδίζει το φωτοβολταϊκό ηλιακό πλαίσιο να πιάσει το φως.