Schaduweffecten op fotovoltaïsche systemen

Impact van schaduwen op fotovoltaïsche systemen

Ondanks de efficiëntie en relatief lage kosten die Fotovoltaïsch (PV) systemen zijn bekend om te leveren, maar ze zijn kwetsbaar voor een aantal factoren die hen kunnen schaden. Een dergelijke kritieke parameter is schaduwvorming, wat de efficiëntie van stroomopwekking door fotovoltaïsche modulen op een directe manier beïnvloedt. Dit omvat situaties waarin bomen, structuren of zelfs wolken bijvoorbeeld schaduw kunnen werpen op het oppervlak dat de zonnepanelen bevat, waardoor de zonnepanelen geen directe toegang hebben tot zonlicht. Dit resulteert in een afname van de droge bubbeltoestand en dus wordt er minder warmte ontvangen van het zonlicht, waardoor ook minder elektriciteit wordt geproduceerd.

Hoewel de resultaten schaduwen weergeven als afnemende stroomopwekking, zijn de effecten diepergravend dan alleen dat. Het bovenstaande nadeel beïnvloedt de totale uitkomst van de PV-systemen op een algemener manier. Bijvoorbeeld, slechts één beschaduwde cel in een module zal onvermijdelijk leiden tot energieverliezen omdat cellen in de meeste panelen in serie zijn verbonden. Dit kan leiden tot het ontstaan van warmtepuntvorming waarbij de beschaduwde cel juist vermogen dissipeert in plaats van te produceren en dit kan mettertijd het in kwestie zijnde module vernielen. Zo is kennis en controle van de schaduwimpacten essentieel voor het verbeteren van de efficiëntie van PV-systemen.

Oorzaken en soorten van schaduwen

Er zijn diverse milieu- en menselijke factoren die schaduwen veroorzaken. Gangbare bronnen omvatten:

Bomen en vegetatie: Uitgebreide boomgroei kan een aanzienlijke invloed hebben op de schaduwvorming van PV-arrays, voornamelijk 's ochtends vroeg en 's avonds laat.

Gebouwen: Andere factoren zoals gebouwen eromheen, vooral in stedelijke gebieden, zullen op een bepaald tijdstip van de dag of tijd van het jaar de zonnestralen blokkeren.

Bewolking: Door de relatieve beweging van wolken wordt een deel van de zonnecollector soms in de schaduw geplaatst, terwijl een ander deel afwisselend licht ontvangt.

Schaduwen kunnen ingedeeld worden in verschillende typen, elk met unieke kenmerken:

Statische schaduwen: Voortkomend uit vaste objecten zoals opgerichte structuren en bomen. Gelukkig is dit type grotendeels te beheersen en kan het van tevoren tijdens het ontwerpproces worden bepaald.

Dynamische schaduwen: Gevolgen veroorzaakt door tijdelijke omstandigheden, bijvoorbeeld bewegende wolken of wiegende takken. Dit is minder voorspelbaar en dus moeten oplossingen op een of andere manier worden aangepast aan de nieuwe omstandigheden.

Zelfschaduwen: Ontstaat vaak in de buurt van de panelen zelf met een lage tussenruimte en onjuiste helling. Het elimineren van zelfoverschaduwing is een aspect van het lay-outontwerp dat goed moet worden uitgevoerd.

SUNGO's Oplossingen en Optimalisatiemaatregelen

Schaduwen hebben een schadelijke invloed op de uitkomst van fotovoltaïsche (PV) systemen door de obstructie van zonlicht, wat energieverlies en schade aan de zonnecellen veroorzaakt. Een extra laag obstructie op één celtype kan de hele productie van het paneel verlagen vanwege de serieschakeling van de cellen. Om deze effecten te verminderen, is het nodig om plaatsbezoeken uit te voeren in verschillende fasen van het ontwerpproces. Bijvoorbeeld, het bepalen van seizoensgebonden zontrajecten en potentiële obstakels met behulp van zonpadvinders om schaduw-efficiëntie te verminderen voorafgaand aan de installatie.

Nieuwe technologieën zijn onmiskenbaar beïnvloedend bij het verbeteren van de prestaties in schaduwgebieden. Bypass-diodes laten de stroom om hun obstakel heen stromen, wat in dit geval de geschaafde cellen zijn, terwijl micro-inverter elk paneel onafhankelijk laat opereren zodat in gebieden waar er geschaafde panelen zijn, de totale uitkomst van het systeem niet wordt aangetast. Andere strategieën omvatten regelmatig schoonmaken en onderhouden zoals knippen dat de algemene efficiëntie van het systeem verbetert. Tevens maken technologieën zoals half-cell en shingled-cell ontwerpen het gemakkelijker voor PV's om meer licht te vangen terwijl zonnetracking-systemen de energieopbrengst verhogen door de hele dag met de zon mee te bewegen. Belangrijkste is dat door geschikte ontwerp- en innovatieve mechanismen toe te passen om schaduwproblemen te beheren en te verminderen, de prestaties en duurzaamheid van PV-systemen worden verbeterd om zo maximaal profijt te hebben van zonne-energievoordelen.

Toepassing van SUNGO's iOPT 800W Optimizer

Er zijn apparaten zoals de iOPT 800W Optimizer van SUNGO die een grote bijdrage leveren aan het verminderen van het String schaduweffect. Binnen de vermogensoptimalisatoren , zijn er vijf hoofdbewerkingen, te weten: men probeert elk module in een PV-systeem te laten werken op zijn MPP. Wanneer schaduw optreedt, wordt de uitkomst gelijk gemaakt door de interactieve controle van elk paneel in het apparaat om energieverlies te minimaliseren.

En dit is waar de iOPT 800W Optimizer, bijvoorbeeld, bepaalde voordelen biedt. Het werkt door spanning en stromen te controleren, waardoor optimale kracht wordt geleverd zelfs onder schaduwcondities. Onderzoek heeft aangetoond dat wanneer zulke vermogensoptimalisatoren worden toegepast, het heel goed mogelijk is om de efficiëntie en betrouwbaarheid van PV-systemen te verbeteren, met name bij gedeeltelijk geschaafde bewerkingen.

Gevalanalyse: Behandeling en verbetering van schaduwproblemen

Hieronder staan enkele voorbeelden opgenomen die laten zien hoe schaduwproblemen effectief worden opgelost als het probleem op tijd wordt gedetecteerd. Bijvoorbeeld, een utility-schaal PV-installatie had een verminderde prestatie door nieuwe bomen die enkele panelen in de schaduw plaatsten. Ik kon de prestatie van het systeem verbeteren door gebruik te maken van SUNGO’s iOPT 800W vermogensoptimalisatoren en de configuratie van de panelen aan te passen.

Een ander geval was een stedelijk PV-systeem dat werd beïnvloed door schaduwproblemen door nabijgelegen gebouwen. De juiste toepassing van schaduwapparaten en regelmatig onderhoud hebben de schaduwimpact sterk verminderd en de elektriciteitsopwekcapaciteit aanzienlijk verbeterd.

Deze gevallen leggen duidelijk uit waarom schaduwproblemen onmiddellijk moeten worden aangepakt zodra ze zijn geïdentificeerd. Als de oorzaken worden ontdekt en direct worden behandeld, kunnen de eigenaren van PV-systemen ervoor zorgen dat er maximaal vermogen wordt geproduceerd en dat de levensduur van het systeem optimaal wordt benut.

In het algemeen presenteert schaduwvorming dus een echte bedreiging voor de effectiviteit van fotovoltaïsche systemen. Toch kunnen deze problemen worden opgelost met behulp van passende oplossingen zoals het verbeteren van de lay-outs, het gebruik van schaduwapparaten en hoge technologieën, waaronder de SUNGO iOPT 800W Optimizer. Voor optimale prestaties van PV-systemen en vooral om ervoor te zorgen dat de systemen positief invloed hebben op het milieu en een optimale waarde terugbrengen aan de investeerders, dient er continu onderhoud plaats te vinden en moeten preventieve maatregelen op tijd worden genomen.