Effetti di ombreggiamento sul fotovoltaico

Impatto dell'ombreggiamento sui sistemi fotovoltaici

Nonostante l'efficienza e il costo relativamente basso che Fotovoltaico (PV) sistemi sono noti per fornire, sono vulnerabili a una serie di fattori che possono danneggiarli. Tale parametro critico è l'ombreggiamento che influisce sull'efficienza della generazione di energia da parte dei moduli fotovoltaici nel suo modo diretto. Includono situazioni in cui alberi, strutture o persino nuvole possono ad esempio proiettare ombra sulla superficie contenente il pannello solare, negando così al pannello solare l'accesso diretto alla luce solare. Ciò porta a una diminuzione delle condizioni di bolla asciutta e quindi viene ricevuto meno calore dalla luce solare e quindi una minore produzione elettrica.

Sebbene i risultati presentino le ombre come una generazione di energia in dissolvenza, i suoi effetti sono più profondi di questo. Il danno di cui sopra influisce sulla produzione complessiva dei sistemi FV in una forma più generalizzata. Ad esempio, una sola cella ombreggiata in un modulo porterà invariabilmente a perdite di energia perché le celle nella maggior parte dei pannelli sono collegate in serie. Ciò può portare alla formazione di hotspot in cui la cella ombreggiata dissipa energia invece di produrla e questo nel tempo può distruggere il modulo in questione. Pertanto, la conoscenza e il controllo degli impatti dell'ombreggiamento sono vitali per migliorare l'efficienza dei sistemi FV.

Cause e tipi di ombreggiamento

Esistono diversi fattori ambientali e artificiali che causano l'ombreggiamento. Le fonti comuni includono:

Alberi e vegetazione: la crescita eccessiva degli alberi può avere un impatto considerevole sull'ombreggiatura dei pannelli fotovoltaici, soprattutto nella tarda mattinata e nelle prime ore della sera.

Edifici: altri fattori, come gli edifici circostanti, soprattutto nelle aree urbane, possono bloccare i raggi solari in determinati momenti della giornata o dell'anno.

Copertura nuvolosa: in pratica, a causa del movimento relativo delle nuvole, una parte del parco solare sarà in ombra mentre l'altra riceverà luce in modo intermittente.

L'ombreggiatura può essere classificata in diversi tipi, ognuno con caratteristiche distinte:

Ombreggiatura statica: si verifica da oggetti fissi come strutture erette e alberi. Fortunatamente questo tipo è in qualche modo controllabile e può essere determinato in anticipo durante il processo di progettazione.

Ombreggiatura dinamica: Conseguenze prodotte da eventi temporanei, ad esempio, nuvole in movimento o rami di alberi che ondeggiano. Ciò è meno prevedibile e quindi le soluzioni devono essere adattate in un modo o nell'altro per adattarsi alle nuove condizioni.

Auto-ombreggiatura: Si sviluppa frequentemente nell'area dei pannelli stessi con spaziatura tra i pannelli bassa e inclinazione non corretta. L'eliminazione dell'auto-ombreggiatura è un aspetto della progettazione del layout che dovrebbe essere ben fatto.

Soluzioni e misure di ottimizzazione SUNGO

Le ombre hanno un effetto dannoso sulla produzione dei sistemi fotovoltaici (PV) attraverso l'ostruzione della luce solare che induce perdita di potenza e danni alle celle solari. Un ulteriore strato di ostruzione su un tipo di cella può ridurre la produzione dell'intero pannello a causa dell'allineamento in serie delle celle. Per ridurre questi effetti, è necessario eseguire visite in loco in diverse fasi del processo di progettazione. Ad esempio, la determinazione delle traiettorie solari stagionali e dei potenziali blocchi tramite l'uso di rilevatori di percorso solare per ridurre l'efficienza dell'ombra prima dell'installazione.

Le nuove tecnologie sono innegabilmente influenti nel migliorare le prestazioni nelle aree ombreggiate. I diodi di bypass consentono alla corrente di passare attorno al suo ostacolo, che in questo caso sono le celle ombreggiate, mentre i micro inverter consentono a ciascun pannello di funzionare in modo indipendente, in modo che nelle aree in cui sono presenti pannelli ombreggiati, la potenza totale del sistema non venga compromessa. Altre strategie includono la pulizia e la manutenzione di routine, come il taglio, che migliorano l'efficienza complessiva del sistema. Inoltre, tecnologie come i design a mezza cella e a celle a scandole facilitano la cattura di più luce da parte dei PV, mentre i sistemi di inseguimento solare aumentano la resa energetica, muovendosi con il sole durante il giorno. Ancora più importante, impiegando un design appropriato e meccanismi innovativi per gestire e ridurre le difficoltà di ombreggiamento, si ottengono prestazioni e durata migliorate dei sistemi PV, in modo da sfruttare al massimo i benefici dell'energia solare.

Applicazione dell'ottimizzatore iOPT 800W di SUNGO

Esistono dispositivi come l'iOPT 800W Optimizer di SUNGO che contribuiscono notevolmente a ridurre l'effetto di ombreggiatura delle stringhe. All'interno del ottimizzatori di potenza, ci sono cinque operazioni principali che sono le seguenti; c'è un tentativo di far funzionare ogni modulo in un sistema FV al suo MPP. Quando si verifica l'ombreggiamento, l'output viene equalizzato dal controllo interattivo di ogni pannello nel dispositivo per ridurre al minimo la perdita di potenza.

Ed è qui che l'iOPT 800W Optimizer, ad esempio, ha alcuni vantaggi. Funziona controllando la tensione e le correnti, erogando così una potenza ottimale anche in condizioni di ombra. Il lavoro di ricerca ha dimostrato che quando tale ottimizzatori di potenza sono applicate è possibile migliorare l'efficienza e l'affidabilità degli impianti fotovoltaici, in particolare in caso di funzionamento parzialmente ombreggiato.

Analisi del caso: gestione e miglioramento dei problemi di shadowing

Di seguito sono forniti un paio di esempi che mostrano come l'ombreggiatura viene risolta efficacemente se il problema viene rilevato in tempo. Ad esempio, un impianto fotovoltaico di potenza su scala di pubblica utilità ha visto le sue prestazioni ridotte da alberi di novità che ombreggiavano alcuni dei pannelli. Sono stato in grado di aumentare le prestazioni del sistema utilizzando iOPT 800W di SUNGO ottimizzatori di potenza e modificando la configurazione del pannello.

Un altro caso è stato un sistema FV urbano che era affetto da problemi di ombreggiamento dovuti a edifici nelle vicinanze. L'uso corretto di dispositivi di ombreggiamento e una manutenzione frequente hanno ridotto notevolmente gli impatti delle ombre e migliorato notevolmente la capacità di generazione di energia.

Questi casi spiegano chiaramente perché i problemi di shadowing devono essere affrontati non appena vengono identificati. Se le cause vengono individuate e gestite immediatamente, i proprietari del sistema fotovoltaico possono garantire che venga prodotta la massima potenza e che la durata del sistema venga sfruttata al massimo.

Tutto sommato, quindi, l'ombreggiamento rappresenta una minaccia reale all'efficacia dei sistemi fotovoltaici. Tuttavia, se questi problemi vengono affrontati con soluzioni appropriate come il miglioramento dei layout, l'uso di dispositivi di ombreggiatura e tecnologie avanzate, tra cui l'ottimizzatore iOPT 800W di SUNGO, i problemi di cui sopra possono essere effettivamente risolti. Per le prestazioni ottimali dei sistemi fotovoltaici e, cosa più importante, affinché i sistemi abbiano un impatto positivo sull'ambiente e restituiscano un valore ottimale agli investitori, è necessario osservare una manutenzione costante e misure preventive tempestive.