Вплив тіні на роботу сонячних батарей

  1. Як впливає затінення на окремий сонячний елемент?
  2. Вплив затінення на групу сонячних батарей.
  3. Шунтуючі діоди.
  4. Рівень затінення.
  5. Вплив на продуктивність в стрінгах при різному рівні затіненості.
  6. Вплив на продуктивність в паралельно підключених стрінгах (ланцюгах).

При монтажі сонячної станції на даху, практично неможливо уникнути затінення частини поля сонячних панелей особливо в ранковий або вечірній час, коли сонце набагато нижче. Крім зниження генерації на самих сонячних батареях, що знаходиться в тіні, затінені батареї ускладнюють передачу енергії по всьому ланцюгу сонячної електростанції.

У даній статті ми розглянемо, яким чином тінь впливає на генерацію електроенергії в сонячної батареї і як це позначається на роботу фотоелектричної системі в цілому.

Як впливає затінення на окремий сонячний елемент?

Уявімо ланцюг сонячних елементів у вигляді труби, а електричний струм це вода, що протікає через цю трубу. Коли на один з сонячних елементів падає тінь, він перестає генерувати електроенергію і струм не протікає по ньому. Це можна порівняти з засміттям на деякій ділянці труби. Затінене сонячний елемент блокує потік енергії по всьому ланцюгу.

Затінене сонячний елемент блокує потік енергії по всьому ланцюгу

Приклад, ток в сонячної панелі подібний до води рухається в трубі

Таким чином, навіть незначне затінення одного фотоелемента в сонячної батареї призводить до серйозного зниження генерації електроенергії всієї сонячної станції.

затінення фотоелемента

затінення фотоелемента

Вплив затінення на вольт-амперну характеристику сонячного фотоелемента при навантаженні 24 В

Вплив затінення на групу сонячних батарей.

Смакоти кілька модулів в один стринг (ланцюг) ми так само ризикуємо істотним зниженням потужності навіть при частковому затіненні однієї сонячної батареї. При послідовному з'єднання панелей в стрінгах, максимальний струм буде дорівнює току самої «слабкої» затіненій панелі. Так само як на прикладі з трубою, де потік води на виході не може бути більше потоку на засмічених ділянці.

Розглянемо приклад: стринг з 10-ю панелями потужністю 280 Вт. При оптимальної сонячної інтенсивності, стринг сонячних батарей генерує приблизно 2 798 Вт на годину електроенергії (10 [модулів] * 8,8 [А] * 31,8 [В] = 2 798 Вт).

Генерація електроенергії стрінги сонячних панелей без затінення

У разі затінення навіть одного модуля, продуктивність різко знизиться. При тій самій напрузі, затінена сонячна батарея видасть не більше 1 Ампер струму. Сумарна потужність в цьому випадку складе всього 318 Вт (10 [модулів] * 1 (!) [А] * 31,8 [В] = 318 Вт).

Падіння генерації електроенергії при затіненні однієї батареї в стрінгах

Шунтуючі діоди.

Щоб уникнути сильного падіння ефективності, в сонячні батареї вбудовують шунтуючі діоди, ще їх називають Байпасний діодами. Їх завдання, відсікти модуль з низькими показниками, щоб уникнути сильного падіння потужності в стрінгах.

Їх завдання, відсікти модуль з низькими показниками, щоб уникнути сильного падіння потужності в стрінгах

Застосування шунтирующий (байпасних) діодів для підвищення продуктивності при затіненні окремих сонячних батарей

В сучасних батареях такі діоди вже вбудовуються на виробництві. Щоб зробити систему ще ефективніше, панель оснащують відразу декількома діодами, тоді можливо відсікти тільки деякі затінені ділянки одного модуля.

Спад потужності при затіненні з використанням шунтуючих діодів

Спад потужності при затіненні з використанням шунтуючих діодів

Шунтуючі (байпасні) діоди на сонячній панелі

Рівень затінення.

На даний момент ми говорили в основному про тіні, яка потрапляє на сонячну батарею від близько розташованих об'єктів, або від предметів, безпосередньо лежать на сонячної панелі, наприклад димоходи, опале листя, і т.д. Ці предмети відкидають «сильну» тінь з явними контурами. Але існує так само поняття «слабкою» тіні відкинутої від інших будівель розташованих на деякій відстані або зростаючих неподалік дерев.

Під впливом сильної тіні відбувається зниження напруги на затіненій панелі. При слабкій затіненості, знижується сила струму, так само як при похмурій погоді.

Вплив сильної і слабкої тіні на вольт-амперну характеристику сонячної батареї

На практиці, при об'єднанні батарей в стринг і підключенні до MPPT трекеру, сильна тінь знижує продуктивність панелі більше ніж слабка тінь.

Зниження продуктивності сонячної панелі при різних рівнях затінення з використанням шунтуючих діодів

При максимальної сонячної інтенсивності, сонячна панель, що розглядається як приклад здатна генерувати 190 Вт. У першому випадку, спостерігається значне зменшення напруги на модулі. Однак завдяки двом включився шунтувальним диодам, генерація на сонячній батареї все ж є і потужність становить приблизно 60 Вт, при практично незмінній силі струму дорівнює 6 А. У другому випадку, затінення не викликавши відкриття діодів, однак спостерігається невелике зниження сили струму, при там же напрузі. Потужність складає приблизно 160 Вт. Очевидно, що сильна тінь більше впливає на генерацію електроенергії.

Вплив на продуктивність в стрінгах при різному рівні затіненості.

Слабка тінь, яка падала тільки на деякі модулі в стрінгах, викличе ефект "невідповідності сили струму". В цьому випадку, стринг приймає найслабшу силу струму. Сильна тінь викликає зниження напруги в затінених осередках. Однак завдяки инвертору або контролера заряду з MPPT трекером і шунтувальним диодам сила струму залишається незмінною в більшості випадків.

Не дивлячись на те, що слабка зетененность значно менше скорочує потужність однієї сонячної панелі, вона може сильніше вплинути на продуктивність всього стринга. Розглянемо приклад впливу на продуктивність електроенергії в одному стрінги при затіненні однієї сонячної батареї.

Зниження продуктивності в стрінгах при сильному затіненні однієї сонячної батареї

Зниження продуктивності в стрінгах при сильному затіненні однієї сонячної батареї

Зниження продуктивності стринга при слабкому затіненні однієї сонячної батареї

Потужність стринга в якому жорстка тінь закрила частину одного модуля, дорівнює 1 734 Вт. А в разі, коли легка тінь падає на один з модулів, потужність ланцюга рівна 1 643 Вт. Таким чином, зниження сили струму в сонячної батареї, під впливом слабкої тіні, може вплинути значно більше ніж зниження напруги через сильно затіненій однієї панелі.

Вплив на продуктивність в паралельно підключених стрінгах (ланцюгах).

Коли тінь падає на два паралельно з'єднаних стринга нерівномірно, відбувається ефект «невідповідності напруг». Це відбувається коли два стринга, з'єднані паралельно, виробляють різну напругу, при незалежному вимірі кожного окремого ланцюга. Це може збити інвертор або контролер заряду з пантелику, викликаючи постійні поправки в роботу системи для досягнення оптимальної продуктивності.

Це може збити інвертор або контролер заряду з пантелику, викликаючи постійні поправки в роботу системи для досягнення оптимальної продуктивності

Невідповідності напружень в паралельно підключених стрінгах (ланцюгах)

Так як точки максимальної потужності, які розраховує MPPT трекер в контролері, змінюються з рухом тіні, контролер заряду може помилятися і вибирати напруга не відповідає максимальній потужності і працювати в такому режимі тривалий час. Це може сильно вплинути на кількість виробленої енергії.

Для підвищення ефективності рекомендується використовувати інвертори з декількома MPPT трекера, або використовувати кілька інверторів / контролерів заряду. Так само є рішення застосовувати мікроінвертори на кожній сонячної батареї.

Поділитися "Вплив тіні на роботу сонячних батарей"

Рекомендовані статті

Як впливає затінення на окремий сонячний елемент?
Як впливає затінення на окремий сонячний елемент?

Новости

Цена гидроизоляции крыши
Во-1-х, этот комплекс действий защищает сооружение от разрушительного воздействия осадков. Без гидроизоляции в строении возникают протечки (а гидроизолирующее покрытие держит воду даже при резких перепадах

Гидроизоляция пола в ванной
Процесс выполнения гидроизоляции Гидроизоляционный раствор следует наносить в 2 этапа: первый слой раствора следует нанести на пол, а через 4-6 часов второй . Как правило, выполняется она специальными

Гидроизоляционная пленка для кровли
Основные разновидности пленочных гидроизоляционных материалов Для защиты крыши от негативного воздействия влаги, могут применяться следующие виды материалов: Именно мембраны считаются оптимальным выбором

Гидроизоляция пола перед стяжкой
В повседневной жизни рано или поздно все сталкиваются с «несанкционированным» проникновением воды из или в помещения проживания. Мы топим, нас топят, или в своем доме на первом этаже появляются непредусмотренные

Гидроизоляционная пленка: Что это, какие бывают пленки, инструкция по монтажу, цены за рулон
Гидроизоляционная пленка – это материал, который используется для защиты здания от влаги, конденсата и атмосферных осадков. Позволяет существенно продлить эксплуатацию не только здания, но и его основных

Организация кровельного пирога - пароизоляция, утепление, гидроизоляция кровли
Принципиально увидеть, что, беря во внимание подобные тенденции, строй компании сразу строят новые дома с мансардой жилого плана, но и обладатели уже построенных особняков также хотят переоборудовать

Обмазочная гидроизоляция для бетона: виды, требование и применение
Задачей строительства является не просто построить здание, но и защитить поверхности от проникновения воды. Фундамент, подвал, полы, крыша всегда соприкасаются с водой. Защиты требуют не только места,

Пароизоляция и гидроизоляция: отличие и назначение
Каждому человеку хочется, чтобы условия проживания в доме были одинаково комфортны как в летний зной, так и в зимнюю стужу. Но что нужно, чтобы создать в доме благоприятную атмосферу? Конечно же, в условиях

Мастика гидроизоляционная: история появления, многообразие видов
Нет необходимости говорить, что гидроизоляция продлевает срок эксплуатации конструктивных элементов зданий и сооружений. Видов защиты от проникновения влаги большое количество. Нас же в этой статье

Гидроизоляция стен от фундамента: материалы, правила
Так как фундамент является основой всего дома, то особое внимание необходимо уделить его гидроизоляции. Она будет надежно защищать строение от попадания внутрь как грунтовых вод, так и поверхностных вод