Solar PV sistemleri, bu panellerin her birinden gelen elektrik gücü talebine bağlı olarak dizilere bağlanan bir dizi güneş paneli içerir ve bunlar da güneşten enerjiyi yakalayan ve onları elektriğe dönüştüren temel birimler olan birçok güneş pilinden oluşur. Şimdi, dizinizdeki güneş panelinin yalnızca bir kısmına bir gölge düşerse, tüm sistemin çıktısı potansiyel olarak tehlikeye girebilir, bu PV panellerinin gölgelenmesi olarak adlandırılabilir.

Gölgeli ve gölgesiz güneş paneli çıktılarındaki farkı gösteren resim

Daha iyi anlamak için

Panellerin bir boru parçası olduğu düşünülürse, güneş enerjisi o borudan akan su gibidir. Geleneksel olmayan güneş sicimleri, bir gölge, bu akışı engelleyen bir şeydir. Örnek olarak, bir ağaçtan veya bir bacadan gelen gölge, ip içindeki tüm panellerde tek bir yere düşerse, tüm ipin çıktısı, gölge orada oturduğu sürece yaklaşık sıfıra indirgenir. Bununla birlikte, ayrı, gölgelenmemiş bir dize varsa, bu dize her zamanki gibi yine de güç çıkışı sağlar.

Gölgelemenin güneş sistemi üzerindeki etkisinin grafiksel gösterimi

Gölgelenmeye neden olan faktörler nelerdir?

Gölgeleme, tipik olarak bulutlar, caddeler veya yakındaki binalar gibi çevresel engeller, paralel sıralardaki paneller arasında kendi kendine gölgelenme, kir, toz gibi farklı diğer çöp gibi kuş kümesleri vb. hareketli bulutlar

Güneş enerjisi sisteminin performansını nasıl etkiler?

Güneş panelleri, inverter giriş voltaj aralığına bağlı olarak seri-paralel kombinasyon halinde bağlanır. Bir ağaçtan veya bacadan gelen gölge, telin bir panelinde bile düşüyorsa, tüm sicimin çıkışı, gölgenin periyodu için neredeyse sıfır olacaktır. Bunun nedeni, panellerin, çıkışın en zayıf panelden geçen bir akım düzeyine indirgenecek şekilde birbirine bağlanmasıdır. Ayrı, gölgelenmemiş bir dize varsa, yine de çıkış gücünü her zamanki gibi döndürür. Gölgenin tüm sistem üzerindeki etkisi, panellerin birbirine nasıl bağlandığına bağlıdır.

Gölgeleme sorunu nasıl çözülür?

• PV sistemlerinin konumlandırılması

Bir güneş PV sistemi kurmadan önce, gölgeden kaçınmak için yılın her mevsimi için günün her saatini göz önünde bulundurarak sitenin dikkatli bir analizini yapmalısınız. PV Sisteminin yerini kesinleştirmeden önce yakınlarda büyüyen bir ağaç veya gelecekte ortaya çıkabilecek bir bina da dikkate alınmalıdır.

• Bypass Diyot

Gölgelemenin etkisini azaltmak için Diyotları Atla

Sıcak nokta ısıtmasının yıkıcı etkileri, bir baypas diyotu kullanılarak önlenebilir. Bir baypas diyotu, aşağıda gösterildiği gibi bir güneş piline paralel fakat zıt kutuplu olarak bağlanır. Normal çalışma altında, her bir güneş pili ileri taraflı olacaktır ve bu nedenle baypas diyotu ters taraflı olacak ve etkin bir şekilde açık devre olacaktır. Bununla birlikte, eğer bir güneş pili, birkaç seri bağlı hücre arasındaki kısa devre akımındaki bir uyumsuzluk nedeniyle ters kutuplanırsa, o zaman baypas diyotu iletilir, böylece iyi güneş pillerinden gelen akımın her birini ileriye doğru beslemek yerine dış devrede akmasına izin verir. iyi hücre. Zayıf hücre boyunca maksimum ters önyargı, yaklaşık tek bir diyot düşüşüne düşürülür, böylece akımı sınırlar ve sıcak nokta ısıtmasını önler. Bir baypas diyotunun çalışması ve bir IV eğrisi üzerindeki etkisi aşağıdaki animasyonda gösterilmektedir.

Seri bağlı iki hücre için akım akışı ve bir baypas diyotunun etkisi. Animasyon bir koşuldan diğerine otomatik olarak ilerler.

Bir baypas diyotunun bir IV eğrisi üzerindeki etkisi, önce bir baypas diyotlu tek bir güneş pilinin IV eğrisinin bulunması ve ardından bu eğrinin diğer güneş pili IV eğrileriyle birleştirilmesiyle belirlenebilir. Bypass diyotu güneş pilini sadece ters öngerilimde etkiler. Ters önyargı, güneş pilinin diz voltajından büyükse, diyot açılır ve akımı iletir. Birleşik IV eğrisi aşağıdaki şekilde gösterilmiştir.

Bypass diyotlu güneş pilinin IV eğrisi.

Bir baypas diyotuyla sıcak nokta ısıtmasının önlenmesi. Açıklık için, örnekte 9 gölgesiz ve 1 gölgeli toplam 10 hücre kullanılmıştır. Tipik bir modül 36 hücre içerir ve akım uyumsuzluğunun etkileri baypas diyotu olmadan daha da kötüdür, ancak baypas diyotu ile daha az önemlidir. Animasyon otomatik olarak hareket eder. Devam etmek için tıklamanız gerekmez.

Ancak uygulamada, güneş pili başına bir baypas diyotu genellikle çok pahalıdır ve bunun yerine baypas diyotları genellikle güneş pili grupları arasında yerleştirilir. Gölgeli veya düşük akımlı güneş pili üzerindeki voltaj, aynı bypass diyotunu paylaşan diğer seri hücrelerin ileri ön gerilim voltajına ve bypass diyotunun voltajına eşittir. Bu, aşağıdaki şekilde gösterilmiştir. Gölgelenmemiş güneş pillerindeki voltaj, düşük akım hücresindeki gölgeleme derecesine bağlıdır. Örneğin, hücre tamamen gölgelenmişse, gölgelenmemiş güneş pilleri kısa devre akımları ile ileriye doğru kutuplanacak ve voltaj yaklaşık 0,6V olacaktır. Zayıf hücre sadece kısmen gölgeliyse, iyi hücrelerden gelen akımın bir kısmı devreden akabilir ve geri kalanı her bir güneş pili bağlantısını iletmek için kullanılır, bu da her hücrede daha düşük bir ileri yönlü gerilime neden olur. Gölgeli hücredeki maksimum güç kaybı, gruptaki tüm hücrelerin üretme kapasitesine yaklaşık olarak eşittir. Diyot başına maksimum grup boyutu, hasara neden olmadan, silikon hücreler için yaklaşık 15 hücre/bypass diyottur. Normal bir 36 hücre modülü için, bu nedenle, modülün"hot-spot" hasar.

Diyotları güneş pili grupları arasında baypas edin. Gölgelenmemiş güneş pillerindeki voltaj, zayıf hücrenin gölgeleme derecesine bağlıdır. Yukarıdaki şekilde 0,5V keyfi olarak gösterilmiştir.

• MPP izleme özelliğine sahip dizi inverter

Maksimum Güç Noktası İzleme (MPP İzleme veya MPPT) teknolojisi artık dizi inverter üreticileri arasında bir standarttır. MPP Tracker'lı dizi inverterler, giriş voltajını ayarlayarak bir dizi güneş paneli dizisinden (gölgeli olsa bile) mümkün olan en kullanılabilir enerjiyi sıkıştırabilir. Özetle, bir MPP Tracker, kısmi gölgeleme ve diğer çıktı uyumsuzluklarıyla ilişkili çıktı kayıplarını en aza indirmeye yardımcı olur. MPPT teknolojisi olmayan invertörler, istenen çıktı eşiğinin altına geçtiğinde daha zayıf diziden çıktıyı kaybeder.

• Mikro İnverter ve güç optimize ediciler

Kısmi gölgeleme sorununun üstesinden gelmek için hem Mikroinvertörler hem de güç optimize ediciler kullanılır. Sistem enerji üretiminin sadece bir veya iki gölgeli panel tarafından orantısız bir şekilde etkilenmemesi için her güneş panelinin ayrı ayrı çalışmasına izin verir.

Güneş kırıcı çeşitleri

Gölgeyi oluşturan nesnelere bağlı olarak farklı güneş kırıcı türleri vardır.

Geçici gölgeleme

Geçici gölgeleme, bulutlar, kuş pislikleri, toz veya düşen yapraklardan kaynaklanan gölgelemeyi içerir.

Binadan kaynaklanan gölgeleme

Binadan kaynaklanan gölgelemeler, doğrudan gölgeler içerdiğinden kritik öneme sahiptir. Bu tür gölgelendirme örnekleri bacalar, aydınlatma iletkenleri, çanak antenler, antenler, çatı ve cephe çıkıntıları, ofset bina yapısı, çatı üst yapısıdır.

Konumdan gölgeleme

Konumdan gelen gölgeleme binanın çevresinden gelir. Ufuk kararmasına neden olabilecek ağaçlar veya çalılar, binaların üzerinden geçen kablolar, komşu binalar veya uzaktaki binalar olabilir.

Kendinden gölgeleme

Raf montajlı sistemlerde, modüllerin kendi kendine gölgelenmesi, modül sırasından kaynaklanabilir. Bu durumlarda, modül sıraları arasındaki eğimi ve ayrımı optimize etmek gerekir.

Doğrudan gölgeleme

Doğrudan gölgeleme, gölge oluşturan nesneye yakınlık PV güneş panelinin ışığı yakalamasını engellediği için yüksek enerji kayıplarına neden olabilir.