Stínavé efekty na fotovoltaice

Vliv stínění na fotovoltaické systémy

Přes efektivitu a relativně nízkou cenu, kterou fotovoltaické (PV) systémy poskytují, jsou citlivé na mnoho faktorů, které je mohou poškodit. Jako kritický parametr působí stínění, které má přímý dopad na efektivitu výroby elektřiny fotovoltaickými moduly. Patří sem situace, kdy stromy, stavby nebo dokonce mraky mohou například vrhat stín na plochu obsahující solární panel, čímž tomuto panelu brání přímý přístup k slunečnímu světlu. To vedete ke snížení suchého bublinového stavu a tedy se dostává méně tepla ze slunečního světla a proto se produkce elektriny snižuje.

I když výsledky prezentují stíny jako zmírnění produkce elektřiny, jejich účinky jsou hlubší než pouze to. Uvedené škody ovlivňují celkový výkon PV systémů obecnějším způsobem. Například, pouze jedna stíněná buňka v modulech bude nevyhnutelně vést ke ztrátám energie, protože buňky ve většině panelů jsou připojeny v sérii. To může vést ke vzniku horkých bodů, kde stíněná buňka spíše disipuje energii místo aby ji produkovala a s časem to může poškodit daný modul. Proto je znalost a kontrola dopadů stínění klíčová pro zvýšení efektivity PV systémů.

Příčiny a typy stínění

Existují různé přírodní a lidské faktory, které způsobují stínění. Běžné zdroje zahrnují:

Stromy a vegetace: Rozvoj stromů může mít významný dopad na stínění PV polí, zejména pozdě ráno a brzy odpoledne.

Stavby: Jiné faktory, jako jsou stavby okolo, zejména v městských oblastech, mohou v určité době dne nebo roku blokovat paprsky slunce.

Oblačnost: Základně kvůli relativnímu pohybu mraků bude jedna část solární farmy stíněna, zatímco druhá část dostane světlo občas.

Stínování lze rozdělit do několika typů, každý s jinými charakteristikami:

Statické stínování: Vznikající od pevných objektů, jako jsou postavené struktury a stromy. Naštěstí je tento typ nějak ovladatelný a lze jej určit předem během procesu návrhu.

Dynamické stínování: Důsledky způsobené dočasnými událostmi, například pohybujícími se mraky nebo kývajícími se větvemi stromů. Toto je méně předvídatelné a proto musí být řešení upravena tak či onak, aby vyhovovala novým podmínkám.

Vlastní stínování: Často vzniká v oblasti samotných panelů s nízkým mezerami mezi panely a nesprávným nakloněním. Odstranění stínování je aspekt návrhu rozložení, který by měl být dobře proveden.

Řešení a optimalizační opatření SUNGO

Stíny mají škodlivý vliv na výkon fotovoltaických (PV) systémů prostřednictvím překážení slunečního svitu, což způsobuje ztrátu výkonu a poškození solárních buněk. Další vrstva překážky na jednom typu buňky může snížit celkovou produkci panelu kvůli sériovému uspořádání buněk. Aby bylo možné tyto efekty minimalizovat, je nutné provést lokální návštěvy v různých fázích procesu návrhu, jako například určení sezónních dráh slunce a potenciálních překážek pomocí slunečních detektorů k minimalizaci stínování před instalací.

Nové technologie nesporně ovlivňují zlepšování výkonu v stíněných oblastech. Bypass diody umožňují proudu procházet kolem překážky, kterou v tomto případě tvoří stíněné buňky, zatímco mikroinvertery umožňují každé panelu pracovat nezávisle, takže v oblastech s stíněnými panely není celkový výkon systému kompromitován. Jiné strategie zahrnují pravidelné čištění a údržbu, jako je řezání, což zvyšuje celkovou účinnost systému. Navíc technologie, jako jsou polobuněční a šindlované návrhy, usnadňují zachycování více světla fotovoltaickými systémy, zatímco solární sledovací systémy zvyšují výnos energie pohybem se sluncem během dne. Nejdůležitější je, že použitím vhodného návrhu a inovativních mechanismů na řízení a snižování problémů s odstíněním dochází k posílení výkonnosti a trvanlivosti fotovoltaických systémů za účelem maximalizace výhod ze solární energie.

Použití optimalizátoru SUNGO iOPT 800W

Existují zařízení, jako je optimizér iOPT 800W od firmy SUNGO, které velmi přispívají k zmírnění efektu stínování řetězce. Uvnitř optimizérů výkonu , jsou pět hlavních operací, které jsou následující: snaží se zajistit, aby každý modul v PV systému pracoval ve svém MPP. Když dojde ke stínování, výstup je vyrovnán interaktivní kontrolou každé panely zařízení, aby se minimalizovala ztráta výkonu.

A právě zde má optimizér iOPT 800W, například, určité výhody. Operuje kontrolováním napětí a proudů, čímž dodává optimální výkon i za podmínek stínování. Výzkumná práce ukázala, že když jsou takové optimizérů výkonu použity, je docela možné zvýšit účinnost a spolehlivost PV systémů, zejména v částečně stínovaných podmínkách.

Analýza případu: Řešení a vylepšení problémů spojených se stínováním

Níže jsou uvedeny některé příklady, které ukazují, jak je stínování účinně vyřešeno, pokud je problém včas zjištěn. Například u velkoplošné solární elektrárny byla její výkonnost snížena kvůli nově zasazeným stromům, které stínily některé panely. Bylo mi možné zvýšit výkon systému pomocí SUNGO’s iOPT 800W optimizérů výkonu a změnou konfigurace panelů.

Dalším případem byl městský PV systém, který byl ovlivněn problémem se stínováním ze strany nedalekých budov. Správné použití stínících zařízení a pravidelná údržba významně snížila dopady stínování a významně zlepšila kapacitu výroby elektřiny.

Tyto případy jasně ukazují, proč je třeba řešit problémy se stínováním hned, jakmile jsou identifikovány. Pokud jsou příčiny zjištěny a vyřešeny ihned, majitelé PV systémů mohou zajistit, aby byl vytvářen maximální výkon a aby byl životní cyklus systému plně využit.

Celkově tedy stínění představuje reálnou hrozbu pro účinnost fotovoltaických systémů. Nicméně, pokud jsou tyto problémy řešeny správnými řešeními, jako je vylepšování rozvržení, používání stínících zařízení a vysokotechnologických řešení, včetně optimalizátoru SUNGO iOPT 800W, mohou být uvedené problémy ve skutečnosti vyřešeny. Pro optimální výkon PV systémů a zejména pro to, aby systémy pozitivně ovlivňovaly životní prostředí a poskytovaly investorům optimální návrat, by měly být dodržovány pravidelná údržba a časově vhodná preventivní opatření.