Solárne fotovoltické systémy spôsobili revolúciu v spôsobe, akým využívame čistú a obnoviteľnú energiu zo slnka. Tiene vrhané na solárne panely však môžu výrazne ovplyvniť ich efektivitu výroby energie. V tomto článku sa ponoríme do konceptu straty tienenia vo fotovoltických systémoch a preskúmame dôvody, ktoré za tým stoja.
Príčiny straty tienenia
Tiene môžu byť vrhané na solárne panely z rôznych zdrojov, vrátane blízkych štruktúr, stromov, antén, stĺpov a dokonca aj iných solárnych panelov. Svoju úlohu môžu zohrať aj tiene spôsobené terénom, ktoré narúšajú tok slnečného žiarenia na panely. Faktory, ako je orientácia panelu, kontaminácia a rozdielne starnutie, môžu problém ešte viac zhoršiť.
Nepredvídateľný vplyv tieňov na solárne panely
Na rozdiel od toho, čo by sa dalo predpokladať, výstupný výkon zatieneného panelu sa neznižuje priamo úmerne k zatienenej ploche. Výskum Stanfordskej univerzity ukázal, že zatienenie len 1/36 článkov môže viesť k ohromujúcim 75 % zníženiu celkového výkonu zostavy solárnych panelov.
Reťazový efekt
Pochopenie toho, prečo aj malé tiene spôsobujú takú výraznú stratu energie, si vyžaduje hlbší pohľad na to, ako sú solárne články prepojené. Každá bunka je podobná článku v reťazci. Keď je jedna bunka zatienená, pôsobí ako najslabší článok, ktorý obmedzuje výkon netienených buniek. Tento reťazový efekt obmedzuje celkový výstupný výkon systému, dokonca aj v prípade čiastočného tieňa.
Zmiernenie straty tieňa
Usporiadanie solárnych panelov: Správne usporiadanie panelov je rozhodujúce. Zoskupenie tieňovaných modulov oddelene od netienených modulov môže optimalizovať výstupný výkon. Napríklad v komerčných systémoch môže zoskupenie zatienených modulov spôsobených opornými stenami do kaskád a ponechanie nezatienených modulov v paralelných kaskádach udržať vyšší prúd a výkon.
Jumper diódy: Tieto zariadenia umožňujú prúdu obchádzať tienené oblasti solárnych modulov. Toto riešenie umožňuje vyšším prúdom z netienených článkov obísť tienené. Nevýhodou je však strata energie generovanej zatienenými článkami.
Module-Level Power Electronics (MLPE): Sú to zariadenia pripojené k jednotlivým modulom na zvýšenie výkonu v tieni. MLPE využívajú sledovanie maximálneho výkonu na úrovni modulu, čím sa zaisťuje, že každý modul pracuje na svojej optimálnej kapacite.
Slovo na záver
Tiene vrhané na solárne panely môžu mať prekvapivo podstatný vplyv na celkový výkon fotovoltických systémov. Pochopenie vedy za stratou tieňa a implementácia efektívnych riešení, ako je správne usporiadanie panelov, prepojovacie diódy a výkonová elektronika na úrovni modulov, môže pomôcť zmierniť tieto účinky a zabezpečiť, aby solárne systémy naďalej efektívne využívali slnečné svetlo. Keďže svet využíva obnoviteľnú energiu, optimalizácia výroby solárnej energie sa stáva prvoradou v našom úsilí o udržateľnú budúcnosť.
Zdroje:
Stanford University. „The effect of shading on photovoltaic power output.“
Solar Power World. „Understanding Solar Panel Shading Losses.“
EnergySage. „How to Deal with Shading on Solar Panels.“