Schattenwirkungen auf Photovoltaik

Auswirkungen von Verschattung auf Photovoltaik-Systeme

Trotz der Effizienz und relativ niedrigen Kosten, die Photovoltaik (PV) Systeme sind bekannt dafür, dass sie verletzbar gegenüber einer Reihe von Faktoren sind, die ihnen schaden können. Ein solcher kritischer Parameter ist das Schattenfallen, was die Effizienz der Stromerzeugung durch Photovoltaikmodule direkt beeinträchtigt. Dazu gehören Situationen, in denen Bäume, Gebäude oder sogar Wolken zum Beispiel Schatten auf die Oberfläche werfen, die die Solarpanel enthält, wodurch den Solarpaneelen der direkte Zugang zu Sonnenlicht verwehrt wird. Dies führt zu einer Verringerung des trockenen Blasenzustands und somit wird weniger Wärme vom Sonnenlicht empfangen und daher weniger Strom erzeugt.

Obwohl die Ergebnisse Schatten als abschwellende Stromerzeugung darstellen, sind deren Auswirkungen tiefergehender als nur das. Der obige Schaden wirkt sich auf die Gesamtproduktion der PV-Systeme in einer allgemeineren Form aus. Zum Beispiel führt ein einziger beschatteter Zelle innerhalb eines Moduls unweigerlich zu Energieverlusten, da die Zellen in den meisten Paneelen seriell verbunden sind. Dies kann zur Bildung von Heißpunkten führen, bei denen die beschattete Zelle stattdessen Leistung dissipiert anstatt sie zu erzeugen, und dies kann im Laufe der Zeit das jeweilige Modul zerstören. Daher ist Wissen und Kontrolle der Auswirkungen von Beschattung entscheidend für die Verbesserung der Effizienz von PV-Systemen.

Ursachen und Arten von Beschattung

Es gibt vielfältige umweltbedingte und menschengemachte Faktoren, die zu Beschattung führen. Häufige Quellen umfassen:

Bäume und Vegetation: Ein verstärktes Wachstum von Bäumen kann einen erheblichen Einfluss auf die Beschattung von PV-Anordnungen haben, vor allem am späten Vormittag und frühen Abend.

Gebäude: Andere Faktoren wie Gebäude in der Umgebung, insbesondere in städtischen Gebieten, werden zu bestimmten Zeiten des Tages oder Jahres die Sonnenstrahlen blockieren.

Bewölkung: Im Wesentlichen wegen der relativen Bewegung von Wolken wird ein Teil des Solarparks beschattet sein, während der andere Teil unregelmäßig Licht erhält.

Schattenwürfe können in verschiedene Typen eingeteilt werden, jeweils mit unterschiedlichen Charakteristiken:

Statischer Schatten: Verursacht durch feste Objekte wie errichtete Strukturen und Bäume. Zum Glück ist dieser Typ somewhat kontrollierbar und kann im Design-Prozess im Voraus bestimmt werden.

Dynamischer Schatten: Auswirkungen, die durch vorübergehende Ereignisse entstehen, zum Beispiel bewegliche Wolken oder sich wiegende Baumäste. Dies ist weniger vorhersagbar, daher müssen Lösungen entsprechend den neuen Bedingungen angepasst werden.

Selbstverdeckung: Entsteht häufig in der Region der Module selbst mit geringem Abstand zwischen den Modulen und unangemessener Neigung. Die Beseitigung von Selbstschatten ist ein Aspekt der Layoutgestaltung, der gut durchdacht sein sollte.

SUNGO's Lösungen und Optimierungsmaßnahmen

Schatten haben einen schädlichen Einfluss auf die Leistung von photovoltaischen (PV)-Systemen durch die Verhinderung von Sonnenlicht, was zu Leistungsverlusten und Schäden an den Solarzellen führt. Eine zusätzliche Schicht der Verhinderung auf einer Zelltyp kann die gesamte Produktion des Panels senken, aufgrund der serienmäßigen Anordnung der Zellen. Um diese Effekte zu reduzieren, ist es notwendig, Standortbesuche in mehreren Phasen des Designprozesses durchzuführen, wie zum Beispiel die Bestimmung saisonaler Sonnenbahnen und potenzieller Hindernisse mithilfe von Solarsuchern, um die Schatteneffizienz vor der Installation zu reduzieren.

Neue Technologien haben unbestreitbar einen großen Einfluß auf die Verbesserung der Leistung in schattigen Bereichen. Durch Bypassdioden kann der Strom um die Obstruktion geleitet werden, die in diesem Fall die Schattenzellen sind, während Mikro-Wechselrichter jedem Panel die unabhängige Funktion ermöglichen, so dass in Bereichen, in denen Schattenzellen vorhanden sind, die Gesamtleistung des Systems nicht beeinträchtigt wird. Andere Strategien sind die routinemäßige Reinigung und Wartung wie das Schneiden, die die Gesamtleistung des Systems verbessern. Technologien wie Halbzellen- und Schindelzellen-Designs erleichtern es Photovoltaik-Anlagen, mehr Licht zu erfassen, während Solartracking-Systeme die Energieausbeute erhöhen und sich den ganzen Tag über mit der Sonne bewegen. Die Kommission ermittelte die Ergebnisse der Untersuchung und ermittelte die Ergebnisse der Untersuchung.

Anwendung des iOPT 800W Optimierers von SUNGO

Es gibt Geräte wie den iOPT 800W Optimizer von SUNGO, die einen großen Beitrag zur Verringerung des String-Schatten-Effekts leisten. Innerhalb der Leistungsoptimierer , gibt es fünf Hauptvorgänge, die wie folgt lauten: Es wird versucht, jedes Modul in einem PV-System auf seinem MPP arbeiten zu lassen. Bei Schattierung wird die Ausgabe durch die interaktive Steuerung jeder Panele im Gerät ausglichen, um Stromverluste zu minimieren.

Und genau hier kommen Geräte wie der iOPT 800W Optimizer zum Einsatz, welcher bestimmte Vorteile bietet. Er funktioniert, indem er Spannung und Ströme steuert, wodurch optimale Leistung auch unter Schattenbedingungen geliefert wird. Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass solche Leistungsoptimierer angewendet werden, es durchaus möglich ist, die Effizienz und Zuverlässigkeit von PV-Systemen zu erhöhen, insbesondere bei teilweise beschatteten Betriebszuständen.

Fallanalyse: Behandlung und Verbesserung von Schattenproblemen

Ein paar Beispiele sind unten aufgeführt, die zeigen, wie Schattenwirkungen effektiv behoben werden können, wenn das Problem rechtzeitig erkannt wird. Zum Beispiel wurde die Leistung eines solarstrombasierten Kraftwerks durch neuartige Bäume reduziert, die einige der Module beschatteten. Ich konnte die Systemleistung erhöhen, indem ich SUNGO’s iOPT 800W verwendete Leistungsoptimierer und die Modulkonfiguration änderte.

Ein weiteres Beispiel war ein städtisches PV-System, das durch Schattenwirkungen aufgrund naher Gebäude beeinträchtigt wurde. Eine sinnvolle Nutzung von Schutzvorrichtungen und regelmäßige Wartung verringerten die Auswirkungen der Schatten stark und verbesserten die Stromerzeugungsfähigkeit erheblich.

Diese Fälle verdeutlichen klar, warum Schattenprobleme sofort behandelt werden müssen, sobald sie identifiziert wurden. Wenn die Ursachen frühzeitig erkannt und behoben werden, können die Besitzer von PV-Systemen sicherstellen, dass maximale Energieproduktion erreicht wird und die Lebensdauer des Systems voll ausgenutzt wird.

Insgesamt stellt Schatten also eine echte Bedrohung für die Effektivität von Photovoltaik-Systemen dar. Dennoch können diese Probleme tatsächlich gelöst werden, wenn sie mit geeigneten Lösungen angegangen werden, wie zum Beispiel der Verbesserung der Anlagenlayout, dem Einsatz von Schattierungseinrichtungen und hochentwickelten Technologien, einschließlich des SUNGO iOPT 800W Optimizers. Für eine optimale Leistung von PV-Systemen und vor allem, damit diese Systeme positiv auf die Umwelt wirken und den Investoren einen optimalen Ertrag bieten, sollten regelmäßige Wartungsarbeiten und rechtzeitige präventive Maßnahmen beachtet werden.