Zacienienie w fotowoltaice. Jak CAT® sobie z tym radzi.

Wielu inwestorów prywatnych czy też przedsiębiorstw dopiero po wykonaniu instalacji fotowoltaicznych spostrzega, że cień, który uznawali za nieistotny, tak bardzo oddziałuje na wytwarzaną energię elektryczną z ich instalacji. Przelot ptaka? Chmury sunące po nieboskłonie? Spadające liście? To wszystko może być przyczyną cienia. CAT® wychodzi temu problemowi naprzeciw dzięki specjalnej technologii w swoich najlepszych modułach fotowoltaicznych.
Jakikolwiek cień, który jest rzucany na instalację solarną oddziałuje na nią negatywnie. Cień ogranicza dostęp promieniowania słonecznego co skutkuje spadkiem wytwarzanej energii elektrycznej.
Na szczęście nie wszystkie moduły są sobie równe i CAT® udowadnia że jesteśmy w stanie zminimalizować wpływ zacienienia na instalację nawet bez użycia optymalizatorów mocy – po prostu wybierając lepszy i nowocześniejszy moduł fotowoltaiczny. Nasi eksperci także przywiązują dużą wagę do zacienienia – dzięki czemu możemy zminimalizować jego wpływ na całą instalację, co skutkuje większymi oszczędnościami miesiąc po miesiącu.

Różne typy zacienienia:

   1.Zacienienie punktowe

Poniżej przedstawiono konwencjonalny moduł fotowoltaiczny. Prąd przepływa przez kolejne komórki połączone w szereg. Każda przerwa (zacienienie) wpływa niekorzystnie na działanie panelu. Zwykle dzieli się taki moduł na 3 strefy, które pozwalają ominąć przeszkody przepływającemu strumieniu energii elektrycznej.

Rozważając cień punktowy np. liść na powierzchni modułu, można wysnuć wnioski, że tak niewielkie zacienienie nie może znacząco wpłynąć na produkcję energii elektrycznej. Niestety nic bardziej mylnego – w przypadku zakrycia całej komórki nie jest ona w stanie wytwarzać, ani prawidłowo przekazywać dalej energii elektrycznej. Jedna zacieniona komórka w szeregowym ułożeniu wymusza wyłączenie aż jednej z trzech stref modułu fotowoltaicznego. Oznacza to, że dopóki cień nie zostanie usunięty z powierzchni modułu, sprawność całego modułu spadnie aż o 33 %.

Moduły fotowoltaiczne CAT® są zaprojektowane tak, aby przepływ energii mógł być kontynuowany w niezależnych strefach połączonych równolegle. Każdy z rzędów wykorzystuje elastyczne ścieżki do przenoszenia ładunków elektrycznych z komórki do komórki, ograniczając dzięki temu wpływ przeszkód na powierzchni panelu. Architektura połączeń szergowo-równoległych jest tak podzielona, aby uzyskać maksymalna wydajność zarówno w orientacji poziomej jak i pionowej (sześć rzędów poziomowych i trzy pionowe kolumny).

Poniżej ten sam punktowy cień, który wyłączył w konwencjonalnym module aż 33 % panelu, nieznacznie oddziałuje na jedną z 18 stref produktu CAT®. Dzięki specjalnej architekturze połączeń szeregowo-równoległych możliwy jest przepływ energii elektrycznej pomimo zacienienia.

  2.Zacienienie liniowe w pozycji horyzontalnej

Dla farm fotowoltaicznych oraz instalacji na dachach płaskim bardzo istotnym czynnikiem jest zacienie rząd-rząd. W większości przypadków dla wyżej wymienionych instalacji moduły fotowoltaiczne są montowane w pozycji horyzontalnej (poziomo).

Poniżej przedstawiono konwencjonalny moduł i jego zachowanie przy liniowym zacienieniu. Jak widać już niewielkie zacienienie modułu wpływa na 33% spadek mocy. W przypadku gdy cień rzucany jest na dłuższą krawędź modułu, ten szybko wyłącza jedną z trzech stref, podobnie jak w przypadku punktowego zacienienia.

Analogiczne zacienienie w przypadku modułów CAT® wywołuje proporcjonalny spadek mocy do zacienionej powierzchni. W przypadku zacienienia połowy komórek w pierwszym rzędzie, druga połowa komórek nadal pracuje z 92% swojej mocy znamionowej. Rozpatrując przypadek w którym cały pierwszy rząd komórek zostanie zakryty, wydajność modułu ograniczy się tylko w 17%, w przeciwieństwie do 33% spadku przy konwencjonalnej architekturze modułu fotowoltaicznego.

3.Liniowe zacienienie w orientacji wertykalnej

Producent paneli CAT® oraz dealerzy zalecają instalacje modułów w orientacji horyzontalnej, co skutkuje zmaksymalizowaniem wytwarzanej energii oraz oszczędności. Jednakże w przypadku zamontowania modułu w pozycji wertykalnej, nadal będzie on miał znacząca przewagę nad konwencjonalnym panelem. W momencie wystąpienia zacienienia przy dolnej (krótkiej) krawędzi modułu konwencjonalnego, ten szybko zostanie wyłączony, ze względu na fakt że cień wpływa na wszystkie 3 strefy jednocześnie.

Wracając do specjalnych połączeń równolegle – szeregowych w module CATERPILLAR. Zacienienie, które wywołuje całkowite wyłączenie modułu konwencjonalnego w przypadku panelu CAT® skutkuje stratą tylko 33% mocy. 67% mocy generowanej jest lepsze niż 0% przy konwencjonalnym produkcie.

Biorąc pod uwagę wpływ zacienienia na potencjał generowania energii elektrycznej przez moduł, powyższe przykłady pokazują jak projekt i specjalne wykonanie modułu mogą wpłynąć na niezawodność źródła energii przez cały okres jego użytkowania.

Autor: Rafał Niestępski

Ekspert ds. Rozwiązań Fotowoltaicznych

email: fotowoltaika@eneria.pl