Schaduweffecten op fotovoltaïsche cellen Nederland

Impact van schaduw op fotovoltaïsche systemen

Ondanks de efficiëntie en de relatief lage kosten die Fotovoltaïsche (PV) systemen bekend zijn om te voorzien, zijn ze kwetsbaar voor een aantal factoren die hen kunnen schaden. Een dergelijke kritische parameter is schaduwvorming die de efficiëntie van de energieopwekking door fotovoltaïsche modules op een eenvoudige manier beïnvloedt. Ze omvatten situaties waarin bomen, structuren of zelfs wolken bijvoorbeeld schaduw kunnen werpen op het oppervlak met het zonnepaneel, waardoor het zonnepaneel geen directe toegang tot zonlicht heeft. Dit leidt tot een afname van de droge bubbelconditie en dus wordt er minder warmte ontvangen van het zonlicht en dus minder elektriciteitsproductie.

Hoewel de resultaten schaduwen presenteren als vervagende energieopwekking, zijn de effecten ervan ingrijpender dan dat. De bovenstaande schade beïnvloedt de algehele output van de PV-systemen in een meer algemene vorm. Bijvoorbeeld, slechts één beschaduwde cel in een module zal onvermijdelijk leiden tot energieverlies omdat cellen in de meeste panelen in serie zijn geschakeld. Dit kan leiden tot hotspotvorming waarbij de beschaduwde cel langs stroom dissipeert in plaats van produceert en dit kan na verloop van tijd de betreffende module vernietigen. Daarom is kennis en controle van de schaduweffecten van vitaal belang voor het verbeteren van de efficiëntie van PV-systemen.

Oorzaken en soorten schaduwen

Er zijn diverse omgevings- en door de mens veroorzaakte factoren die schaduw veroorzaken. Veelvoorkomende bronnen zijn:

Bomen en vegetatie: Meer boomgroei kan een aanzienlijke impact hebben op de schaduwwerking van PV-panelen, vooral in de late ochtend en vroege avond.

Gebouwen: Andere factoren, zoals de omliggende gebouwen, vooral in stedelijke gebieden, kunnen op een bepaald moment van de dag of het jaar de zonnestralen blokkeren.

Bewolking: Door de relatieve beweging van de wolken ligt een deel van het zonnepark in de schaduw, terwijl het andere deel af en toe licht ontvangt.

Schaduwen kan worden onderverdeeld in verschillende typen, elk met specifieke kenmerken:

Statische schaduw: ontstaat door vaste objecten zoals rechtopstaande structuren en bomen. Gelukkig is dit type enigszins controleerbaar en kan het vooraf worden bepaald tijdens het ontwerpproces.

Dynamische schaduw: Gevolgen die voortkomen uit tijdelijke gebeurtenissen, bijvoorbeeld bewegende wolken of wuivende boomtakken. Dit is minder voorspelbaar en dus moeten oplossingen op de een of andere manier worden aangepast om aan de nieuwe omstandigheden te voldoen.

Zelf-schaduwing: Ontwikkelt zich vaak in het gebied van de panelen zelf met lage interpanel-afstand en onjuiste kanteling. Eliminatie van zelfschaduwing is een aspect van lay-outontwerp dat goed moet worden gedaan.

Oplossingen en optimalisatiemaatregelen van SUNGO

Schaduwen hebben een nadelig effect op de output van fotovoltaïsche (PV) systemen door de obstructie van zonlicht, wat vermogensverlies en schade aan de zonnecellen veroorzaakt. Eén extra laag obstructie op één celtype kan de productie van het hele paneel verlagen vanwege de serie-uitlijning van de cel. Om deze effecten te verminderen, is het noodzakelijk om in verschillende fasen van het ontwerpproces locatiebezoeken uit te voeren. Zoals het bepalen van seizoensgebonden zonnetrajecten en mogelijke blokkades door het gebruik van zonnepadvinders om de schaduwefficiëntie te verminderen voorafgaand aan de installatie.

Nieuwe technologieën zijn onmiskenbaar invloedrijk bij het verbeteren van de prestaties in schaduwrijke gebieden. Bypass-diodes zorgen ervoor dat de stroom om de obstructie heen kan worden geleid, wat in dit geval de schaduwrijke cellen zijn, terwijl micro-omvormers elk paneel onafhankelijk laten werken, zodat in gebieden waar zich schaduwrijke panelen bevinden, de totale output van het systeem niet in gevaar komt. Andere strategieën omvatten routinematige reiniging en onderhoud, zoals snijden, die de algehele efficiëntie van het systeem verbeteren. Ook maken technologieën zoals half-cel- en shingled-cell-ontwerpen het gemakkelijker voor PV's om meer licht te vangen, terwijl zonnevolgsystemen de energieopbrengst verhogen en de hele dag met de zon meebewegen. Het allerbelangrijkste is dat door het gebruik van passend ontwerp en innovatieve mechanismen om schaduwproblemen te beheren en te verminderen, de prestaties en duurzaamheid van PV-systemen worden verbeterd om zo maximaal voordeel uit zonne-energie te halen.

Toepassing van SUNGO's iOPT 800W Optimizer

Er zijn apparaten zoals SUNGO's iOPT 800W Optimizer die een lange weg afleggen om het String shading effect te verminderen. Binnen de power optimizers, zijn er vijf hoofdbewerkingen die als volgt zijn; er wordt geprobeerd om elke module in een PV-systeem te laten werken op zijn MPP. Wanneer er schaduw optreedt, wordt de output gelijkgetrokken door de interactieve besturing van elk paneel in het apparaat om het vermogensverlies te minimaliseren.

En dit is waar de iOPT 800W Optimizer bijvoorbeeld bepaalde voordelen heeft. Het werkt door spanning en stroom te regelen en levert zo optimale stroom, zelfs onder schaduwomstandigheden. Onderzoek heeft aangetoond dat wanneer dergelijke power optimizers worden toegepast, is het heel goed mogelijk om de efficiëntie en betrouwbaarheid van PV-systemen te verbeteren, met name in gedeeltelijk beschaduwde omgevingen.

Casusanalyse: Omgaan met en verbeteren van schaduwproblemen

Hieronder staan ​​een paar voorbeelden die laten zien hoe schaduwvorming effectief wordt opgelost als het probleem op tijd wordt ontdekt. ​​Bijvoorbeeld, een PV-centrale op nutsbedrijfschaal had een lagere prestatie doordat nieuwe bomen een deel van de panelen in de schaduw stelden. Ik kon de prestatie van het systeem verbeteren door SUNGO's iOPT 800W te gebruiken power optimizers en het wijzigen van de paneelconfiguratie.

Een ander geval was een stedelijk PV-systeem dat last had van schaduwproblemen door nabijgelegen gebouwen. Correct gebruik van schaduwapparaten en frequent onderhoud verminderden de schaduwimpact aanzienlijk en verbeterden de capaciteit voor stroomopwekking aanzienlijk.

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

Al met al vormt schaduwvorming een reële bedreiging voor de effectiviteit van fotovoltaïsche systemen. Als deze problemen echter worden aangepakt met de juiste oplossingen, zoals het verbeteren van de lay-outs, het gebruik van schaduwapparaten en geavanceerde technologieën, waaronder SUNGO's iOPT 800W Optimizer, kunnen de bovenstaande problemen daadwerkelijk worden opgelost. Voor optimale prestaties van PV-systemen en vooral om de systemen een positieve impact op het milieu te laten hebben en een optimale waarde voor de investeerders op te leveren, moeten constant onderhoud en tijdige preventieve maatregelen worden nageleefd.