A napelemes rendszerek több, az egyes panelek elektromos teljesítményének szükségleteitől függően tömbökbe vezetett szolárpaneljeiből állnak, amelyek viszont manszoláris PV sejtekből állnak, amelyek a napenergiában elengedhetetlen lényeges egységek, amelyek a nap energiáját megfogják és elektromossággá alakítják. Most, ha egy árnyék csak a napelem egyik részére esik a tömbben, a komplett rendszer kimenete potenciálisan veszélybe kerülhet, ez a PV panelek árnyékolására utalhat.

Az árnyékolt és árnyékolatlan napelem teljesítményének különbségét ábrázoló kép

A jobb megértés érdekében

Figyelembe véve a panelek darabonkénti csövenként való megkötését, és a thesoláris energia olyan, mint a víz, amely ezen a csövön keresztül áramlik. Nem szokványos szálhúrok, egy árnyék, ami gátolja ezt az áramlást. Ha például a fáról vagy a kéményről árnyék esik egy falra a panelek között, akkor a teljes gyűrű teljesítménye kb. Nullára csökkent, amíg az árnyék ott ül. Ha azonban külön, árnyékolatlan húr van, akkor ez a húr a szokásos módon továbbra is kimenetet tud nyújtani.

Az árnyékolás naprendszerre gyakorolt ​​hatásának grafikus ábrázolása

Milyen tényezők okozzák az árnyékolást?

Árnyékolás, általában felhők, környezeti akadályok miatt, például fák a városépületeken, a panelek párhuzamos sorok közötti önárnyékolása, szennyeződés, por és más, szemetesszerű madárürülék stb. mozgó felhők.

Hogyan befolyásolja a napenergia rendszer teljesítményét?

A napelemek az inverter bemeneti feszültségtartományától függően rács-párhuzamos kombinációval vannak összekötve. Ha egy fa vagy kémény árnyéka még a húr egyik paneljére esik, akkor a teljes gyűrű kimenete az árnyékolás ideje alatt csaknem nulla lesz. Ez azért van, mert a panelek úgy vannak összekötve, hogy a kimenet a leggyengébb panelen áthaladó áram szintjére csökken. Ha külön, árnyékolatlan karakterlánc van, akkor a kimeneti teljesítmény a szokásos módon megfordul. Az egész rendszer árnyékának hatása attól függ, hogy a paneleket összekötik-e.

Hogyan lehet kezelni az árnyékolási problémát?

• PV rendszerek elhelyezése

A napelemes rendszer telepítése előtt a helyszín pontos elemzését kell elvégeznie, figyelembe véve az árnyék elkerülése érdekében a nap minden szakát az év minden évszakában. Figyelembe kell venni egy közeli növekvő fát vagy épületet, amely a jövőben felmerülhet, mielőtt véglegesítené a PV rendszer helyét.

• Bypass dióda

Bypass diódák az árnyékolás csökkentése érdekében

A forrópontos fűtés romboló hatásai megkerülhetők bypass dióda használatával. A bypass dióda párhuzamosan, de ellentétes polaritással van csatlakoztatva a napelemhez, az alábbiak szerint. Normál működés esetén az egyes napelemek előre előfeszítettek lesznek, ezért a bypass dióda fordított torzítású lesz, és gyakorlatilag nyitott áramkör lesz. Ha azonban egy napelem fordított torzítású a többszörösen kapcsolt cellák közötti rövidzárlati áram eltérése miatt, akkor az áthidaló dióda vezet, ezáltal a jó napelemek áramának áramlása a külső áramkörben történik, nem pedig előre előre torzítva jó sejt. A szegény cellán a maximális fordított előfeszítés körülbelül egyetlen diódacsökkenésre csökken, ezáltal korlátozva az áramot és megakadályozva a forró pont melegítését. A bypass dióda működését és az IV görbére gyakorolt ​​hatást az alábbi animáció mutatja.

Két áram soros áramának áramlása és egy bypass dióda hatása. Az animáció automatikusan halad egyik feltételről a másikra.

Az elkerülő dióda IV-görbére gyakorolt ​​hatását úgy lehet meghatározni, hogy először egy napelem cella IV-görbéjét találjuk meg egy bypass-diódával, majd ezt a görbét egyesítjük más napelem IV-görbéivel. A bypass dióda csak fordított előfeszítéssel hat a napelemre. Ha a fordított előfeszítés nagyobb, mint a napelem térdfeszültsége, akkor a dióda bekapcsol és áramot vezet. A kombinált IV görbét az alábbi ábra mutatja.

A napelem IV görbéje bypass diódával.

Megkerülhető diódával a forró pontok melegítése. Az érthetőség kedvéért a példa összesen 10 cellát használ 9 árnyékolatlan és 1 árnyékolt cellával. Egy tipikus modul 36 cellát tartalmaz, és az áramütközés hatása még rosszabb a bypass dióda nélkül, de kevésbé fontos a bypass dióda esetében. Az animáció automatikusan mozog. A folytatáshoz nem kell kattintania.

A gyakorlatban azonban egy bypass-dióda napelemenként általában túl drága, és ehelyett a bypass-diódákat általában a napelem-csoportok között helyezik el. Az árnyékolt vagy alacsony áramerősségű napelemek feszültsége megegyezik a többi soros cellák előrefeszültség-feszültségével, amelyek ugyanazt a bypass diódát használják, plusz a bypass dióda feszültsége. Ezt mutatja az alábbi ábra. Az árnyékolatlan napelemek feszültsége az alacsony áramerősségű elem árnyékolásának mértékétől függ. Például, ha a cella teljesen be van árnyékolva, akkor az árnyékolatlan napelemek előre feszülnek a rövidzárlati áramuk miatt, és a feszültség kb. Ha a szegény cellát csak részben árnyékolják, akkor a jó cellákból származó áram egy része átfolyhat az áramkörön, és a fennmaradó részt minden egyes napelem elágazásának előfeszítéséhez használják, ami alacsonyabb előremeneti előfeszültséget eredményez az egyes cellákon. Az árnyékolt cellában a maximális energiaeloszlás megközelítőleg megegyezik a csoport összes cellájának generációs képességével. A maximális csoportméret diódánként, károsodás nélkül, körülbelül 15 cella / bypass dióda, szilícium cellák esetén. Egy normál 36 cellás modulnál ezért 2 bypass diódát használnak annak biztosítására, hogy a modul ne legyen kiszolgáltatott a&-nek; kár.

Megkerülő diódák a napelemek csoportjai között. Az árnyékolatlan napelemek feszültsége a szegény sejt árnyékolásának mértékétől függ. A fenti ábrán 0,5 V önkényesen látható.

• String inverter MPP követési képességgel

A maximális teljesítménypont-követési (MPP Tracking vagy MPPT) technológia ma már szabvány a húr-invertergyártók között. Az MPP Tracker-rel ellátott húr-inverterek a bemeneti feszültség beállításával a lehető legtöbb felhasználható energiát tudják kinyomni a napelemekből (még árnyékolva is). Dióhéjban az MPP Tracker segít a részleges árnyékolással és más kimeneti eltérésekkel járó kimeneti veszteségek minimalizálásában. Az MPPT technológiával nem rendelkező inverterek elveszítik a gyengébb húr kimenetét, amikor a kívánt kimeneti küszöb alá kerülnek.

• Mikroinverter és teljesítményoptimalizálók

A részleges árnyékolás problémájának leküzdésére mind a mikroinvertereket, mind az energiaoptimalizálókat használják. Lehetővé teszi minden napelem egyedi működését, hogy a rendszer energiatermelését ne befolyásolja aránytalanul csak egy vagy két árnyékolt panel.

Különböző típusú napelemek

Különböző típusú napsugárzások léteznek, az árnyékot létrehozó tárgyaktól függően.

Ideiglenes árnyékolás

Az ideiglenes árnyékolás magában foglalja az árnyékolást, amely felhők, madárürülékek, por vagy lehullott levelek következménye.

Az épületből származó árnyékolás

Az épületből származó árnyékolások kritikusak, mivel közvetlen árnyékokat tartalmaznak. Ilyen típusú árnyékolás például a kémények, a világító vezetők, a parabolaantennák, az antennák, a tető és a homlokzat kiemelkedései, az épületszerkezet ellensúlya, a tető felépítménye, hogy csak néhányat említsünk.

Árnyékolás a helyről

A helyszín árnyékolása az épület környezetéből származik. Lehetnek fák vagy bokrok, kábelek, amelyek áthaladnak az épületeken, a szomszédos épületeken vagy a távoli épületeken, amelyek ugyanúgy okozhatják a láthatár sötétedését.

Önárnyékolás

Rack-szerelő rendszereknél a modulok önárnyékolását okozhatja a modulok sora. Ezekben az esetekben optimalizálni kell a modulok sorainak dőlését és elválasztását.

Közvetlen árnyékolás

A közvetlen árnyékolás nagy energiaveszteséget okozhat, mivel az árnyékvető objektum közelsége akadályozza a PV napkollektorának a fény befogását.