ผลกระทบจากเงาต่อระบบพลังงานแสงอาทิตย์

ผลกระทบของการตกเงาต่อระบบโฟโตโวลเทอิก

แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพและความต้นทุนค่อนข้างต่ำ โฟโตโวลเทอิก (PV) ระบบเป็นที่รู้กันว่าให้พลังงาน แต่พวกมันมีความอ่อนไหวต่อปัจจัยหลายอย่างซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายได้ หนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญคือเงาที่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของการผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ในลักษณะโดยตรง เช่น ในกรณีที่ต้นไม้ สิ่งปลูกสร้าง หรือแม้กระทั่งเมฆ มาบดบังพื้นที่ผิวที่มีแผงโซลาร์ ทำให้แผงโซลาร์ไม่สามารถเข้าถึงแสงแดดได้โดยตรง ส่งผลให้ปริมาณความร้อนที่ได้รับจากแสงอาทิตย์ลดลง และดังนั้นการผลิตกระแสไฟฟ้าก็จะลดลงตามไปด้วย

แม้ว่าผลลัพธ์จะแสดงเงาเป็นการลดลงของกำลังการผลิต แต่ผลกระทบของมันลึกซึ้งกว่านั้น การเสียหายดังกล่าวส่งผลต่อผลผลิตโดยรวมของระบบ PV ในรูปแบบที่แพร่หลายยิ่งขึ้น เช่น เพียงเซลล์เดียวที่ถูกบดบังในโมดูล จะนำไปสู่การสูญเสียพลังงานอย่างไม่หลีกเลี่ยงได้ เนื่องจากเซลล์ในแผงส่วนใหญ่เชื่อมต่อกันในลักษณะอนุกรม สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การเกิดจุดร้อน (hotspot) โดยเซลล์ที่ถูกบดบังจะปล่อยพลังงานแทนที่จะผลิต และเมื่อเวลาผ่านไปอาจทำลายโมดูลนั้นๆ ดังนั้น การเข้าใจและควบคุมผลกระทบจากการบดบังจึงมีความสำคัญสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ PV

สาเหตุและการแบ่งประเภทของเงา

มีปัจจัยทางสภาพแวดล้อมและปัจจัยที่มนุษย์สร้างขึ้นหลากหลายที่ทำให้เกิดเงา แหล่งที่มาทั่วไป ได้แก่:

ต้นไม้และพืชพรรณ: การเจริญเติบโตของต้นไม้มากขึ้นสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่อการบดบังของอาร์เรย์ PV โดยเฉพาะในช่วงเช้าปลายและเย็นต้น

อาคาร: ปัจจัยอื่น ๆ เช่น อาคารที่อยู่รอบ ๆ โดยเฉพาะในเขตเมืองจะบังแสงอาทิตย์ในบางช่วงเวลาของวันหรือฤดูกาล

การปกคลุมด้วยเมฆ: โดยทั่วไป เนื่องจากความเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของเมฆ ส่วนหนึ่งของฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์จะถูกบังขณะที่อีกส่วนได้รับแสงเป็นช่วงๆ

เงาสามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภท แต่ละประเภทมีลักษณะเฉพาะ:

เงาสถิต: เกิดจากวัตถุที่ไม่เคลื่อนที่ เช่น โครงสร้างและต้นไม้ที่ตั้งอยู่แน่นอน โชคดีที่ประเภทนี้สามารถควบคุมได้ระดับหนึ่งและสามารถกำหนดล่วงหน้าในกระบวนการออกแบบ

เงาพลวัต: ผลลัพธ์ที่เกิดจากเหตุการณ์ชั่วคราว เช่น เมฆที่เคลื่อนที่หรือกิ่งไม้ที่แกว่งไกว ซึ่งยากต่อการคาดการณ์ ดังนั้นวิธีแก้ไขจำเป็นต้องปรับให้เข้ากับสถานการณ์ใหม่

เงาตนเอง: มักเกิดขึ้นในบริเวณแผงโซลาร์เซลล์เอง โดยมีระยะห่างระหว่างแผงต่ำและเอียงไม่เหมาะสม การกำจัดเงาสะท้อนเป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบผังงานที่ควรทำให้ดี

วิธีแก้ปัญหาและการปรับแต่งของ SUNGO

เงามีผลกระทบเชิงลบต่อผลผลิตของระบบโฟโตโวลเทอิก (PV) ผ่านการกีดขวางแสงแดดซึ่งทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานและความเสียหายต่อเซลล์แสงอาทิตย์ การเพิ่มชั้นการกีดขวางเพิ่มเติมบนเซลล์ประเภทหนึ่งอาจลดการผลิตของแผงทั้งหมดลงเนื่องจากการเรียงตัวแบบอนุกรมของเซลล์ เพื่อลดผลกระทบนี้ จำเป็นต้องทำการเยี่ยมชมสถานที่ในหลายขั้นตอนของกระบวนการออกแบบ เช่น การกำหนดเส้นทางของดวงอาทิตย์ตามฤดูกาลและการตรวจสอบความเป็นไปได้ของการบล็อกโดยใช้อุปกรณ์ solar pathfinders เพื่อลดประสิทธิภาพของเงาก่อนการติดตั้ง

เทคโนโลยีใหม่ๆ มีอิทธิพลอย่างปฏิเสธไม่ได้ในการปรับปรุงประสิทธิภาพในพื้นที่ที่มีเงา ไดโอดแบบบายพาสช่วยให้กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านโดยรอบอุปสรรค ซึ่งในกรณีนี้คือเซลล์ที่ถูกบังด้วยเงา ในขณะที่ไมโครอินเวอร์เตอร์ช่วยให้แผงแต่ละแผงทำงานอย่างเป็นอิสระ เพื่อให้ในพื้นที่ที่มีแผงถูกบังด้วยเงา ผลผลิตรวมของระบบจะไม่ถูกรบกวน นอกจากนี้ยังมีกลยุทธ์อื่นๆ เช่น การทำความสะอาดและการบำรุงรักษาตามปกติ เช่น การตัดแต่ง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ อีกทั้งเทคโนโลยี เช่น การออกแบบเซลล์ครึ่งหนึ่ง (half-cell) และการออกแบบเซลล์เรียงซ้อน (shingled-cell) ทำให้ระบบ PV สามารถจับแสงได้มากขึ้น ในขณะที่ระบบติดตามแสงอาทิตย์ช่วยเพิ่มการผลิตพลังงาน โดยเคลื่อนที่ตามดวงอาทิตย์ตลอดทั้งวัน ที่สำคัญที่สุด การใช้วิธีการออกแบบที่เหมาะสมและกลไกนวัตกรรมเพื่อจัดการและลดปัญหาเงา จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความทนทานของระบบ PV เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดจากพลังงานแสงอาทิตย์

การประยุกต์ใช้ SUNGO's iOPT 800W Optimizer

มีอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น iOPT 800W Optimizer จาก SUNGO ที่ช่วยลดผลกระทบของเงา String ได้มาก ใน เครื่องปรับปรุงพลังงาน นั้นมีการดำเนินการหลักห้าประการดังนี้; มีความพยายามทำให้ทุกโมดูลในระบบ PV ทำงานที่จุด MPP ของมัน เมื่อมีเงาเกิดขึ้น ผลลัพธ์จะถูกปรับสมดุลโดยการควบคุมแบบโต้ตอบของแต่ละแผงในอุปกรณ์เพื่อลดการสูญเสียพลังงาน

และนี่คือที่ที่ iOPT 800W Optimizer เช่น มีประโยชน์บางประการ มันทำงานโดยการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า เพื่อส่งมอบพลังงานที่เหมาะสมที่สุดแม้ภายใต้เงื่อนไขของเงา การวิจัยแสดงให้เห็นว่าเมื่อใช้งานเช่นนี้ เครื่องปรับปรุงพลังงาน เป็นไปได้ที่จะเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบ PV โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ที่มีเงาบางส่วน

การวิเคราะห์กรณีศึกษา: การจัดการและการปรับปรุงปัญหาเงา

มีตัวอย่างบางส่วนที่ให้ไว้ด้านล่างเพื่อแสดงว่าปัญหาเงาสามารถแก้ไขได้อย่างมีประสิทธิภาพหากตรวจพบทันเวลา ตัวอย่างเช่น พลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพลดลงเนื่องจากต้นไม้ใหม่ๆ มาบังแผงโซลาร์เซลล์บางส่วน ฉันสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของระบบโดยใช้ SUNGO’s iOPT 800W เครื่องปรับปรุงพลังงาน และปรับเปลี่ยนการจัดวางแผงโซลาร์

กรณีอีกกรณีหนึ่งคือระบบพลังงานแสงอาทิตย์ในเขตเมืองที่ได้รับผลกระทบจากเงาของอาคารใกล้เคียง การใช้อุปกรณ์ป้องกันเงาอย่างเหมาะสมและการบำรุงรักษาเป็นประจำช่วยลดผลกระทบที่เกิดจากเงาและเพิ่มศักยภาพในการผลิตไฟฟ้าอย่างมาก

กรณีเหล่านี้อธิบายอย่างชัดเจนว่าทำไมปัญหาเงาควรถูกจัดการทันทีที่ตรวจพบ หากสาเหตุถูกพบและแก้ไขทันที เจ้าของระบบ PV จะสามารถมั่นใจได้ว่ากำลังการผลิตสูงสุดถูกใช้งานและอายุการใช้งานของระบบถูกใช้ให้เต็มที่

โดยรวมแล้ว ดังนั้น การเกิดเงาเป็นภัยคุกคามที่แท้จริงต่อประสิทธิภาพของระบบโฟโตโวลเทอิก อย่างไรก็ตาม หากปัญหาเหล่านี้ได้รับการแก้ไขด้วยวิธีการที่เหมาะสม เช่น การปรับปรุงผังงาน การใช้อุปกรณ์ป้องกันเงา และเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น SUNGO’s iOPT 800W Optimizer ปัญหาที่กล่าวมาสามารถแก้ไขได้จริง เพื่อให้ระบบ PV มีประสิทธิภาพสูงสุดและสำคัญที่สุดคือทำให้ระบบส่งผลกระทบเชิงบวกต่อสิ่งแวดล้อมและคืนมูลค่าที่เหมาะสมที่สุดให้กับนักลงทุน การบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่องและการดำเนินมาตรการป้องกันที่เหมาะสมในเวลาที่ถูกต้องควรได้รับการปฏิบัติตาม