Schatteneffekte auf Photovoltaik Deutschland

Auswirkungen von Verschattung auf Photovoltaikanlagen

Trotz der Effizienz und der relativ geringen Kosten, die Photovoltaik (PV) Systeme sind bekanntermaßen anfällig für eine Reihe von Faktoren, die ihnen schaden können. Ein solcher kritischer Parameter ist die Beschattung, die die Effizienz der Stromerzeugung durch Photovoltaikmodule auf direkte Weise beeinflusst. Dazu gehören Situationen, in denen Bäume, Gebäude oder sogar Wolken beispielsweise Schatten auf die Oberfläche werfen können, auf der sich das Solarmodul befindet, wodurch das Solarmodul keinen direkten Zugang zum Sonnenlicht erhält. Dies führt zu einer Verschlechterung des Trockenblasenzustands und somit wird weniger Wärme vom Sonnenlicht aufgenommen und somit weniger Strom erzeugt.

Obwohl die Ergebnisse Schatten als abnehmende Stromerzeugung darstellen, sind die Auswirkungen noch tiefgreifender. Der oben genannte Schaden wirkt sich in allgemeinerer Form auf die Gesamtleistung der PV-Systeme aus. Beispielsweise führt bereits eine einzige beschattete Zelle in einem Modul unweigerlich zu Energieverlusten, da die Zellen in den meisten Panels in Reihe geschaltet sind. Dies kann zur Bildung von Hotspots führen, bei denen die beschattete Zelle allein Strom abführt, anstatt ihn zu erzeugen, und dies kann mit der Zeit das betreffende Modul zerstören. Daher sind Kenntnisse und Kontrolle der Schattenauswirkungen für die Verbesserung der Effizienz von PV-Systemen von entscheidender Bedeutung.

Ursachen und Arten von Schattenbildung

Es gibt verschiedene Umwelt- und vom Menschen verursachte Faktoren, die Schatten verursachen. Zu den häufigsten Ursachen gehören:

Bäume und Vegetation: Zunehmendes Baumwachstum kann die Beschattung von PV-Anlagen vor allem am späten Vormittag und frühen Abend erheblich beeinträchtigen.

Gebäude: Andere Faktoren wie etwa umliegende Gebäude, insbesondere in städtischen Gebieten, blockieren zu bestimmten Tages- oder Jahreszeiten die Sonnenstrahlen.

Wolkendecke: Aufgrund der relativen Bewegung der Wolken wird grundsätzlich ein Teil des Solarparks im Schatten liegen, während der andere Teil zeitweise Licht erhält.

Es gibt mehrere Typen von Schattenbildung, von denen jeder unterschiedliche Merkmale aufweist:

Statische Beschattung: Wird von festen Objekten wie aufrecht stehenden Gebäuden und Bäumen verursacht. Glücklicherweise ist diese Art einigermaßen kontrollierbar und kann im Voraus während des Entwurfsprozesses bestimmt werden.

Dynamisches Shadowing: Folgen, die durch vorübergehende Ereignisse hervorgerufen werden, beispielsweise ziehende Wolken oder schwankende Äste. Diese sind weniger vorhersehbar und daher müssen Lösungen auf die eine oder andere Weise an die neuen Bedingungen angepasst werden.

Selbstbeschattung: Entsteht häufig im Bereich der Paneele selbst bei geringem Abstand zwischen den Paneelen und falscher Neigung. Die Beseitigung der Eigenbeschattung ist ein Aspekt des Layoutdesigns, der sorgfältig durchgeführt werden sollte.

SUNGOs Lösungen und Optimierungsmaßnahmen

Schatten wirken sich nachteilig auf die Leistung von Photovoltaiksystemen aus, da sie das Sonnenlicht blockieren, was zu Leistungsverlusten und Schäden an den Solarzellen führt. Eine zusätzliche Blockierungsschicht auf einem Zelltyp kann aufgrund der Reihenanordnung der Zellen die Leistung des gesamten Panels verringern. Um diese Effekte zu reduzieren, ist es notwendig, in mehreren Phasen des Designprozesses Vor-Ort-Besuche durchzuführen. Beispielsweise können saisonale Sonnenbahnen und potenzielle Blockaden durch den Einsatz von Solarpfadfindern bestimmt werden, um die Schatteneffizienz vor der Installation zu reduzieren.

Neue Technologien haben zweifellos einen großen Einfluss auf die Leistungssteigerung in Schattenbereichen. Bypassdioden ermöglichen die Umleitung des Stroms um Hindernisse herum, in diesem Fall die Schattenzellen, während Mikrowechselrichter jedem Panel einen unabhängigen Betrieb ermöglichen, sodass in Bereichen mit Schattenpanelen die Gesamtleistung des Systems nicht beeinträchtigt wird. Weitere Strategien sind regelmäßige Reinigung und Wartung, wie z. B. Schneiden, die die Gesamteffizienz des Systems verbessern. Technologien wie Halbzellen- und Schindelzellendesigns erleichtern es PVs außerdem, mehr Licht einzufangen, während Solar-Tracking-Systeme den Energieertrag steigern, indem sie sich im Tagesverlauf mit der Sonne bewegen. Am wichtigsten ist jedoch, dass durch den Einsatz geeigneter Designs und innovativer Mechanismen zur Bewältigung und Reduzierung von Schattenproblemen die Leistung und Haltbarkeit von PV-Systemen verbessert wird, um den maximalen Nutzen aus der Solarenergie zu ziehen.

Anwendung des iOPT 800W Optimizer von SUNGO

Es gibt Geräte wie den iOPT 800W Optimizer von SUNGO, die den String-Shading-Effekt erheblich verringern. Im Inneren des LeistungsoptimiererEs gibt fünf Hauptvorgänge, die wie folgt lauten: Es wird versucht, jedes Modul in einem PV-System an seinem MPP arbeiten zu lassen. Bei Verschattung wird die Leistung durch die interaktive Steuerung jedes Panels im Gerät ausgeglichen, um den Leistungsverlust zu minimieren.

Und hier bietet beispielsweise der iOPT 800W Optimizer gewisse Vorteile. Er arbeitet durch die Steuerung von Spannung und Strömen und liefert so optimale Leistung auch bei Schattenbedingungen. Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass bei solchen Leistungsoptimierer Durch die Nutzung von Photovoltaik-Technologien ist es durchaus möglich, die Effizienz und Zuverlässigkeit von PV-Systemen, insbesondere im Teilverschattungsbereich, zu steigern.

Fallanalyse: Handhabung und Verbesserung von Shadowing-Problemen

Nachfolgend finden Sie einige Beispiele, die zeigen, wie Schattenbildung effektiv behoben werden kann, wenn das Problem rechtzeitig erkannt wird. Beispielsweise wurde die Leistung eines Photovoltaikkraftwerks im Versorgungsbereich durch neuartige Bäume reduziert, die einige der Paneele beschatteten. Ich konnte die Leistung des Systems durch den Einsatz des iOPT 800W von SUNGO steigern. Leistungsoptimierer und Ändern der Panel-Konfiguration.

Ein weiterer Fall war eine städtische Photovoltaikanlage, die durch Schattenbildung durch nahe gelegene Gebäude beeinträchtigt war. Der richtige Einsatz von Beschattungsvorrichtungen und regelmäßige Wartung reduzierten die Schattenauswirkungen erheblich und verbesserten die Stromerzeugungskapazität beträchtlich.

Diese Fälle machen deutlich, warum man sich sofort um Verschattungsprobleme kümmern muss, sobald sie erkannt werden. Wenn die Ursachen erkannt und sofort behoben werden, können die Besitzer von PV-Anlagen sicherstellen, dass maximale Leistung erzeugt und die Lebensdauer der Anlage maximal ausgenutzt wird.

Insgesamt stellt die Verschattung also eine echte Bedrohung für die Effizienz von Photovoltaiksystemen dar. Wenn diese Probleme jedoch mit geeigneten Lösungen angegangen werden, wie z. B. durch Verbesserung der Anordnung, Verwendung von Beschattungsvorrichtungen und Spitzentechnologien wie dem iOPT 800W Optimizer von SUNGO, können die oben genannten Probleme tatsächlich gelöst werden. Für eine optimale Leistung von PV-Systemen und vor allem, damit die Systeme sich positiv auf die Umwelt auswirken und den Investoren einen optimalen Wert zurückgeben, sollten ständige Wartung und rechtzeitige Präventivmaßnahmen beachtet werden.