Aplikacja EasySolar działa najlepiej w połączeniu z przeglądarkami Google Chrome albo Safari.

Zalecamy zmianę przeglądarki:

Pisali o nas:
15 Grudzień, 2014, 3:19 pm

System PV i tolerancja zacienienia

easysolar

Wizualizacja wykonana w aplikacji EasySolar

Każdy projektant wie, że optymalne ustawienie paneli to takie, w którym umożliwiony jest jak największy dostęp do padających prostopadle promieni słonecznych. Wiąże się to z potrzebą możliwego zredukowania zacienienia, powodującego natychmiastowy spadek uzysku energii. Nowe podejście do projektowania uznaje jednak pewien poziom zacienienia na system PV, pozwalając na zwiększenie ilości zainstalowanych paneli, co skutkuje podwyższeniem zainstalowanej mocy, zwiększeniem potencjalnym przychodów z inwestycji, a tym samym zwiększenia jej opłacalności.

Jaka jest zatem tolerancja zacienienia modułów PV? Na ile można dopuścić do zacienienia?

System PV typy zacienienia

Upraszczając, zacienienie może występować w sposób stały lub okresowy, bezpośredni lub rozproszony, może być spowodowane obiektami położonymi bezpośrednio (śnieg, odchody ptaków, liście, kurz itp.), obiektami bliskimi (sąsiadujące rzędy paneli, elementy dachu, np. komin, antena, odgromnik) lub znajdującymi się dalej (słupy sieci, drzewa, budynki). Cienie są dłuższe zimą i krótsze latem. Duże znaczenie ma również to, w jaki sposób cień pada na powierzchnię panelu.

samozacienienie – jest to bardzo popularny przypadek, rzędy paneli znajdują się zbyt blisko siebie, w związku z tym stringi paneli zacieniają się nawzajem, cień tego typu jest obecny przez cały rok, co bardzo negatywnie przekłada się na produkcję.

obiekty bliskie – w tym wypadku cień pada bezpośrednio na string paneli i porusza się po nim w zależności od pory dnia, podobny efekt mogą mieć na panel nie tak bliskie obiekty, jak drzewa, słupy czy pobliskie budynki

odległe obiekty – zwykle ten typ zacienienia występuje na całym stringu i występuje wówczas, gdy słońce znajduje się nisko

System PV komponenty nasłonecznienia

Promieniowanie słoneczne może padać na panel bezpośrednio lub w formie rozproszonej i odbitej. W przypadku zacienienia, zablokowany jest przede wszystkich dostęp promieniowania bezpośredniego. Moduł jest jednak w stanie absorbować promieniowanie rozproszone, stanowiące 10-40% całkowitego promieniowania. Nie jest więc prawdą, że panel nie produkuje energii wcale, nie mniej jednak, uzysk energii może znacznie spaść.

Wpływ zacienienia

Panele z krzemu krystalicznego zbudowane są zwykle z 60 do 72 ogniw połączonych szeregowo. Szkodliwemu wpływowi zacienienia na pojedyncze ogniwo zapobiegają diody by-pass, które „wyłączają” zacienione ogniwa z obwodu, poprawiając bezpieczeństwo. Standardem jest zastosowanie 3 diod bocznikujących w jednym panelu. Jednak zacienienie niewielkiego fragmentu powierzchni ma nieproporcjonalny wpływ na pracę panelu poprzez aktywację diod. Przykładowo, zacienienie połowy jednego ogniwa, wyklucza moc produkowaną przez nawet 18 ogniw z tej grupy przyłączonej do diody czyli oznacza pozbycie się 36-krotnie większej aktywnej powierzchni. Oczywiście, zredukowanie napięcia pojedynczego modułu o 1/3 jest preferowane w porównaniu z wyłączeniem całego modułu.

Należy również pamiętać, że straty z powodu zacienienia są ściśle powiązane z innymi stratami. Na przykład, w przypadku zacienienia całego stringu paneli, występują straty związane ze zredukowaną ilością promieniowania oraz straty mismatch związane z różnicami warunków pracy i parametrów urządzeń. Pierwsza liniowo przekłada się na spadek mocy, efekt tej drugiej na uzysk jest bardziej złożony.

System PV tradycyjne projektowanie

Często stosowaną praktyką jest eliminacja z projektu całego rzędu paneli, który przez większość dnia może być zacieniony. Nie jest to do końca prawidłowe podejście. Dlaczego?

Większość takich koncepcji rozwinęła się w momencie, kiedy moduły były najbardziej kosztownymi urządzeniami systemu PV, dlatego bardzo istotne było zachowanie wysokiej sprawności całego systemu. Co więcej, przez wiele lat na rynku brakowało inteligentnych programów, które były w stanie wyliczyć produkcję w czasie rzeczywistym przy uwzględnieniu zacienienia i zjawiska mismatch. Oszacowanie tego, które panele w projekcie warto dodać lub usunąć było znacznie trudniejsze. Dzisiaj ta sytuacja się zmieniła - koszty panele są niższe, a na rynku istnieją programy do projektowania jak np. aplikacja EasySolar.

Innym, popularnym podejściem do problemu zacienienia jest eliminacja rzędów paneli które mogą być zacienione pomiędzy godz. 10 a 14 w dniu przesilenia zimowego albo obliczenie niezbędnej odległości od bliskich przeszkód proporcjonalnie do ich wysokości. W przypadku zacieniania się sąsiadujących rzędów paneli, projektanci zwykle obliczają dokładnie minimalną odległość bazując na wysokości, kącie nachylenia i szerokości geograficznej.

Jeżeli uniknięcie zacienienia jest niemożliwe, sytuację może uratować instalacja paneli o podobnym poziomie nasłonecznienia, diody bocznikujące i układy śledzące punkt maksymalnej mocy.

System PV nowe podejście

Aby oszacować produkcję z zacienionych stringów paneli, projektanci mogą korzystać z licznych programów symulujących.

Jeżeli panele są zacienione częściowo, projektanci mają całe spektrum możliwości, aby sobie radzić z zacienieniem spowodowanym przeróżnymi obiektami. Mogą pogrupować na przykład panele na takie, które będą zacienione rzadziej lub częściej.  Grupę porównawczą stanowią wówczas panele niezacienione. Resztę paneli stanowią kategorie np. zacienione przez jeden miesiąc (grudzień), trzy miesiące (listopad-styczeń), pięć miesięcy (październik-luty). Grupując panele w ten sposób i obliczając straty można dostarczyć dużo trafniej oszacować tolerancję zacienienia. Na przykład, jeśli projektant uwzględni w projekcie montaż paneli zacienionych tylko przez jeden miesiąc w systemie, zdolność produkcji systemu PV może wzrosnąć nawet o 6% w porównaniu do włączenia do projektu tylko niezacienionych paneli. Co więcej, jeśli projektant włączy panele, które są zacienione przez nawet 3 miesiące, całkowita produkcja może wzrosnąć o 7%.  Trzeba jednak zbadać profil przeszkody, gdyż większa tolerancja zacienienia służy wąskim profilom, bardziej niż tym szerszym.

Jednak podejście do projektu będzie zależało od profilu przeszkody – im szerszy, tym mniej możliwości i mniejsza tolerancja zacienienia. Przy wąskim profilu cienia wykazano, że warto dodać nawet takie panele, które pozostają zacienione przez 5-7 miesięcy w ciągu roku.

Uwzględniając w projekcie panele, które mogą być okresowo zacienione, można tak skonfigurować system. Przy odpowiedniej konfiguracji możemy zmniejszyć wpływ potencjalnego zacienienia na system PV. Możemy to wykonać poprzez konfigurację inwerterów (np. falownik centralny można zastąpić 15 inwerterami o mocy 20 kW lub skorzystać z 250 Watowych mikrofalowników), zwiększenie ilości układów śledzących punkt maksymalnej mocy, zastosowanie ogniw cienkowarstwowych,  które charakteryzuje inny współczynnik wypełnienia.

Można również zaprojektować system PV tak, aby fizycznie znajdował się w tej samej pozycji, co podłużny cień przez większą część czasu (najmniej korzystnym cieniem jest cień prostopadły, wpływający na znacznie większą część instalacji).

Najnowszą koncepcją jest wykorzystanie trackerów punktu maksymalnej mocy na poziomie diod-by pass, co oznaczałoby kontrolę nad pracą paneli na poziomie stringów pojedynczych ogniw w module! Dzięki temu znacznie można byłoby obniżyć odstępy między panelami.

Ekonomia zacienienia

Dopuszczenie pewnego poziomu zacienienia w niektórych przypadkach może przełożyć się na zalety ekonomiczne - poprawić strukturę kosztową inwestycji, zwiększyć opłacalność. Dlatego w niektórych przypadkach, warto odstąpić od rygorystycznego podejścia do zacienienia.

Zainteresowany fotowoltaiką? Sprawdź naszą ofertę:

Skontaktuj się z nami

Napisz do nas
Wyślij
Wiadomość została wysłana. Dziękujemy. Niestety, przy wysyłaniu wiadomości wystąpił problem. Spróbuj później.
Zadzwoń do nas
+48 509 333 442
EasySolar Investment

Jesteś zainteresowany inwestycją w farmę
fotowoltaiczną lub dachową instalacją
na Twojej firmie?

Skontaktuj się z nami

WYPEŁNIJ FORMULARZ, NASZ EKSPERT SKONTAKTUJE SIĘ Z TOBĄ

OTRZYMAJ DEMO PO KRÓTKIEJ PREZENTACJI ONLINE

25-minutowa prezentacja online z naszym ekspertem pozwoli Ci zaoszczędzić ponad 2 godziny na każdym projekcie oraz przygotowanej ofercie dla klienta.

Po prezentacji otrzymasz wersję demo na 24 h do testowania.

Wypełnij formularz - skontaktujemy się z Tobą jak najszybciej.

Skontaktuj się z nami

Wyślij
Wiadomość została wysłana. Dziękujemy.Niestety, przy wysyłaniu wiadomości wystąpił problem. Spróbuj później.