Efeitos de Sombreamento em Fotovoltaicos

Impacto da Sombras nos Sistemas Fotovoltaicos

Apesar da eficiência e custo relativamente baixo que Fotovoltaico (PV) os sistemas são conhecidos por fornecer, eles são vulneráveis a um número de fatores que podem prejudicá-los. Um desses parâmetros críticos é a sombra, que afeta a eficiência da geração de energia por módulos fotovoltaicos de maneira direta. Elas incluem situações onde árvores, edifícios ou até mesmo nuvens podem, por exemplo, projetar sombra sobre a área contendo o painel solar, negando ao painel solar acesso direto à luz solar. Isso leva à diminuição da condição de bolha seca e, portanto, menos calor está sendo recebido da luz solar e, consequentemente, menos produção elétrica.

Embora os resultados apresentem sombras como atenuação da geração de energia, seus efeitos são mais profundos do que simplesmente isso. O dano mencionado acima afeta a saída geral dos sistemas PV de forma mais generalizada. Por exemplo, apenas uma célula sombreada em um módulo inevitavelmente levará a perdas de energia, pois as células na maioria dos painéis estão conectadas em série. Isso pode levar à formação de hotspots, onde a célula sombreada dissipa potência ao invés de produzi-la, e com o tempo isso pode destruir o módulo em questão. Assim, o conhecimento e o controle dos impactos das sombras são essenciais para melhorar a eficiência dos sistemas fotovoltaicos.

Causas e Tipos de Sombreamento

Existem diversos fatores ambientais e causados pelo homem que provocam sombreamento. Fontes comuns incluem:

Árvores e Vegetação: O crescimento excessivo de árvores pode ter um impacto considerável no sombreamento de arrays fotovoltaicos, principalmente pela manhã e início da tarde.

Edifícios: Outros fatores, como edifícios ao redor, especialmente em áreas urbanas, bloquearão os raios do sol em algum momento do dia ou do ano.

Cobertura de Nuvens: Basicamente, devido ao movimento relativo das nuvens, uma parte da fazenda solar estará na sombra enquanto a outra parte recebe luz de forma intermitente.

A sombra pode ser classificada em vários tipos, cada um com características distintas:

Sombreamento Estático: Ocorre por objetos fixos, como estruturas eretas e árvores. Felizmente, este tipo é um pouco controlável e pode ser determinado antecipadamente durante o processo de design.

Sombreamento Dinâmico: Consequências produzidas por ocasiões temporárias, por exemplo, nuvens em movimento ou galhos de árvores balançando. Isso é menos previsível e, portanto, as soluções devem ser ajustadas de alguma forma para se adaptar às novas condições.

Auto-Sombreamento: Desenvolve frequentemente na área dos próprios painéis, com espaçamento interpainel baixo e inclinação inadequada. A eliminação da autossombreamento é um aspecto do design de layout que deve ser bem feito.

Soluções e Medidas de Otimização da SUNGO

Sombras têm um efeito prejudicial na saída dos sistemas fotovoltaicos (PV) através da obstrução da luz solar, o que induz perda de potência e danos às células solares. Uma camada adicional de obstrução em um tipo de célula pode reduzir a produção de todo o painel devido à alinhamento em série das células. Para reduzir esses efeitos, é necessário realizar visitas ao local em várias fases do processo de design, como determinar trajetórias solares sazonais e possíveis obstruções usando detectores de trajetória solar para reduzir a eficiência da sombra antes da instalação.

As novas tecnologias são indubitavelmente influentes no aprimoramento do desempenho em áreas sombreadas. Diodos bypass permitem que a corrente circule ao redor de sua obstrução, que neste caso são as células sombreadas, enquanto micro inversores permitem que cada painel opere independentemente, de modo que em áreas onde há painéis sombreados, a saída total do sistema não é comprometida. Outras estratégias incluem limpeza e manutenção rotineira, como poda, o que melhora a eficiência geral do sistema. Além disso, tecnologias como designs de células divididas e células sobrepostas facilitam a captura de mais luz pelos PVs, enquanto sistemas de rastreamento solar aumentam a produção de energia, movendo-se com o sol durante o dia. Mais importante ainda, empregando design apropriado e mecanismos inovadores para gerenciar e reduzir dificuldades causadas por sombreamentos, há um aumento no desempenho e durabilidade dos sistemas PV, maximizando os benefícios da energia solar.

Aplicação do Otimizador SUNGO iOPT 800W

Existem dispositivos como o iOPT 800W Optimizer da SUNGO que contribuem muito para reduzir o efeito de sombreamento em Strings. Dentro do Otimizadores de Potência , existem cinco operações principais que são as seguintes; há uma tentativa de fazer com que cada módulo em um sistema fotovoltaico opere em seu PMPP. Quando o sombreamento ocorre, a saída é equalizada pelo controle interativo de cada painel no dispositivo para minimizar a perda de potência.

E é aqui que o iOPT 800W Optimizer, por exemplo, apresenta certas vantagens. Ele opera controlando tensão e correntes, entregando assim potência ótima mesmo em condições de sombreamento. Trabalhos de pesquisa demonstraram que quando tais Otimizadores de Potência são aplicados, é bastante possível melhorar a eficiência e confiabilidade de sistemas fotovoltaicos, especialmente em operações parcialmente sombreadas.

Análise de Caso: Manejo e Melhoria de Problemas de Sombreamento

Abaixo são fornecidos alguns exemplos que mostram como a sombreamento é resolvido de forma eficaz se o problema for detectado a tempo. Por exemplo, uma usina fotovoltaica de escala utilitária teve seu desempenho reduzido por árvores novas sombreando algumas das placas. Foi possível aumentar o desempenho do sistema usando o iOPT 800W da SUNGO Otimizadores de Potência e alterando a configuração das placas.

Outro caso foi um sistema PV urbano que foi afetado por problemas de sombreamento devido a edifícios próximos. O uso adequado de dispositivos de sombreamento e a manutenção frequente reduziram muito os impactos da sombra e melhoraram consideravelmente a capacidade de geração de energia.

Esses casos explicam claramente por que as preocupações com sombreamento devem ser abordadas assim que forem identificadas. Se as causas forem detectadas e tratadas imediatamente, os proprietários dos sistemas PV podem garantir que a máxima potência esteja sendo produzida e que o ciclo de vida do sistema esteja sendo aproveitado ao máximo.

No geral, portanto, a sombra apresenta uma ameaça real à eficácia dos sistemas fotovoltaicos. No entanto, se esses problemas forem abordados com soluções adequadas, como melhorar os layouts, usar dispositivos de sombreamento e tecnologias avançadas, incluindo o Otimizador iOPT 800W da SUNGO, os problemas acima mencionados podem ser resolvidos na prática. Para o desempenho ótimo dos sistemas PV e, mais importante ainda, para que os sistemas impactem o meio ambiente positivamente e retornem um valor ótimo aos investidores, deve-se observar uma manutenção constante e medidas preventivas oportunas.