Innehållsförteckning:
- Introduktion
- Hur mycket påverkar skuggning effektiviteten hos solpaneler?
- Vilka är de olika typerna av skuggning?
- Metoder för att undvika skuggförluster på solpaneler
- Avslutning
Introduktion
I solpanelernas värld är skuggning den största motståndaren. Det kan leda till minskad produktion och påverka systemens effektiva drift. Därför måste skuggningsproblem övervägas noggrant innan man installerar solcellsanläggningar.
Hur mycket påverkar skuggning solpanelers effektivitet?
Vissa experter föreslår att skuggning potentiellt kan minska produktionen av solfotovoltaiska system med upp till 40%. Intressant nog kan effektiviteten minska med 50% även om endast 10% av panelerna är skuggade. Detta beror på hur solcellerna är anslutna inom systemet.
Traditionella solpanelarrangemang är anslutna i en serie parallella "strängar". Om en sträng påverkas av skuggning kan förlusten spridas till andra delar. För att förhindra totalt fel av alla celler inkluderar installationer vanligtvis bypassdioder. Dessa dioder omdirigerar strömmen, och går förbi underpresterande celler. Även om detta förhindrar att hela arrayen fallerar—liknande hur en dålig lampa i en rad med julljus inte påverkar hela raden—begränsar det cellernas energi och reducerar spänningen i hela strängen.
I detta avseende spelar växelriktare en avgörande roll. De måste balansera mellan att optimera spänningen i underpresterande strängar eller maximera energin som samlas in av opåverkade strängar. Oavsett vilket tillvägagångssätt som väljs måste växelriktarna bestämma mellan två ineffektiva alternativ.
Vilka är de olika typerna av skuggning?
Tillfällig skuggning: Inkluderar tillfällig skuggning orsakad av snö, fågelspillning och nedfallna löv. Ansamling av damm kan också resultera i tillfällig skuggning.
Självskuggning: Denna typ av skuggning påverkar installationssystemets ställningar och kan orsakas av den föregående raden av moduler. Därför är layouten av modulraderna avgörande i systemplaneringen.
Byggnadsskuggning: Objekt såsom skorstenar, satellitdiskar, antenner och takstrukturer kan orsaka skuggning på byggnader.
Positionell skuggning: Omgärdar all skuggning som orsakas av omgivande miljöer, såsom träd och andra närliggande byggnader.
Direkt hinder: Ett objekt som är tillräckligt nära för att direkt blockera solsystemet kan ha störst påverkan på dess effektivitet.
Metoder för att undvika skuggförluster på solpaneler
För att undvika skuggning av fotovoltaiska panelarrangemang kan följande åtgärder vidtas:
1.Utför skugganalys före konstruktion:
Innan kraftstationen byggs bör en omfattande skugganalys genomföras. Detta inkluderar att undersöka potentiella skuggkällor i omgivningen, såsom högspänningsledningar, räcken, vegetation och befintliga byggnader (inklusive planerade byggnader). Genom att vidta nödvändiga åtgärder, såsom att justera installationspositioner, kan skuggeffekter minimeras.
Under undersökning och installation bör hänsyn tas till vegetationens årliga tillväxt och om trädens kronor och grenar kommer att orsaka skuggning. Om skuggproblem förutspås, bör beskärning eller borttagning av träd övervägas. Dessutom bör terrängförändringar övervägas för att förhindra att skuggning påverkar solinstrålningen till panelerna, inklusive skuggning i både nord-sydlig och öst-västlig riktning, samt skuggning från olika höjder inom samma rad.
2.Håll solpanelerna rena:
Regelbunden rengöring av ytan på solpaneler är ett viktigt steg för att upprätthålla en effektiv drift av solenergisystem. Rengöring kan förhindra att fågelspillning, damm och skuggning från träd påverkar panelerna, vilket säkerställer adekvat ljusabsorption. Dessutom kan installation av paneler på platser med minimal skuggning avsevärt minska påverkan av skuggning på effektiviteten i energiproduktionen.
3.Undvik konstgjorda hinder:
Under design och installation av solsystem, undvik att installera stängsel eller sätta upp fågelskrämmor runt solpaneler. Dessutom, var försiktig under underhåll för att undvika oavsiktlig skuggning, såsom att torka kläder eller placera föremål på panelerna. Detta säkerställer optimal prestanda och effektivitet för solenergisystemet.
4.Använd flera MPPT-växelriktare:
Att överväga användningen av flera MPPT-växelriktare för att minska påverkan av skuggning på solpaneler är en effektiv strategi. MPPT-växelriktare är kritiska komponenter i solsystem, med huvudfunktionen att övervaka utspänning och ström från solpaneler och justera driftspunkten i realtid för att säkerställa maximal effektutgång.
Genom att använda flera MPPT-växelriktare i systemet kan solpaneler delas upp i flera oberoende strängar, var och en kontrollerad av en separat MPPT-växelriktare. Detta innebär att även om vissa paneler är skuggade kan andra opåverkade paneler upprätthålla effektiv kraftproduktion. Varje MPPT-växelriktare kan självständigt spåra och maximera utgångseffekten för varje panel, därigenom minimerar påverkan av skuggning på den totala kraftproduktionen i systemet.
Dessutom kan ett system med flera MPPT-växelriktare övervinna matchningsproblem orsakade av skuggning. Eftersom varje växelriktare fungerar oberoende, även om vissa delar av panelerna är skuggade, påverkas inte hela systemet, vilket säkerställer maximal övergripande effektivitet för solpanelerna. Det är dock viktigt att notera att användningen av ett system med flera MPPT-växelriktare kommer att öka systemets kostnad, så när man beslutar att anta denna design behöver platsförhållanden och budgetbegränsningar övervägas noggrant.
5.Drift av solpaneler parallellt:
Det är välkänt att skuggtäckta fotovoltaiska moduler avsevärt minskar effektutgången för hela strängen. Dock påverkar skuggade paneler inom en sträng inte effektutgången för parallella strängar. Detta innebär att strategisk gruppering kan antas: moduler som påverkas av skuggning kan bilda en sträng, medan moduler som inte påverkas av skuggning kan bilda en annan sträng, därigenom maximerar den totala energiproduktionen. Genom att ansluta paneler till olika strängar separat, kan skuggeffekter minimeras.
För små bostadssolarsystem kan användningen av parallellt drivna solpaneler med mikroinverters vara ett mer kostnadseffektivt alternativ. Även om detta tillvägagångssätt kan öka systemets initiala kostnad, ger det större flexibilitet och tillförlitlighet, eftersom varje panel kan fungera oberoende utan att påverka prestandan för hela systemet på grund av skuggning eller fel på andra paneler. Därför kan för små bostadssystem användningen av parallellt drivna solpaneler med mikroinverters vara ett rimligt och effektivt val för att förbättra den totala effektiviteten och tillförlitligheten i systemet.
6.Använd solpaneler med stark skuggresistens:
Maysun Solars IBC (Interdigitated Back Contact) solpaneler visar kraftfull skuggresistens med sin unika teknik för full bakre kontakt och banbrytande design.
Dessa paneler använder full bakre kontak Teknik, som tillåter normalt flöde av positiva och negativa metallelektroder även när de är skuggade, samtidigt som motstånd på framsidan elimineras, effektivt minskar skador från hot spots till komponenter och därmed minskar risken för kraftstationsdrift.
Framsida har en design utan metalliska elektroder, vilket utökar ljusabsorptionens omfång. Även om vissa celler är skuggade, kan andra oskuggade celler fortsätta generera ström och säkerställer hög effektivitet i strömtillverkningen för hela panelen.
Utan hinder från metallgaller på framsidan minskas ljusförlusten, vilket ökar den belysta ytan med 2,5%. Denna funktion utgör den unika tekniken för hög kortslutningsström som är karakteristisk för IBC-celler, vilket gör deras celldensitet 5-8% högre än den för Perc och TOPCon-celler, med överlägsen prestanda för strömtillverkning.
Dessutom tillåter de skuggresistenta egenskaperna hos framsidan utan metalliska elektroder ett bredare spektrum av ljusabsorption, med ett spektralt absorptionsområde på 300nm-1200nm, vilket resulterar i tidig morgonstart och sen kvällsavstängning av panelen, med en kraftökning på mer än 2,0% jämfört med Perc och Topcon-paneler.
Därför erbjuder Maysun Solars IBC-solpaneler en tillförlitlig lösning för effektiv drift och stabil kraftproduktion av solenergisystem, med sin enastående skuggresistens, omfattande ljusabsorptionsomfång och utmärkt kraftproduktionsökning.
7.Användning av Bypass-dioder och MOS för att mildra skuggningseffekter:
När solpaneler är delvis skuggade spelar bypass-dioder och MOS (metalloxidhalvledare) en avgörande roll. De tillåter att strömmen går förbi den skuggade delen, vilket maximerar effektiviteten i de oskuggade områdena. Traditionellt användes bypass-dioder för att hantera detta problem, men de stötte på utmaningar som minskad effektivitet och begränsad anpassningsförmåga under komplexa skuggförhållanden. En ny lösning, MOS (MOS Bypass Switch), erbjuder dock ett nytt perspektiv. Genom att effektivt kontrollera strömflödet och snabbt anpassa sig till förändringar i ljusförhållandena, mildrar MOS påverkan av skuggning, säkerställer kontinuerlig kraftproduktion och förbättrar tillförlitligheten och livslängden på solpaneler. Maysun Solars solpaneler är utrustade med MOS-teknik för optimal prestanda.
Avslutning
Vid design och installation av solpaneler är minskad skuggning en av nyckelfaktorerna för att säkerställa effektiv systemdrift. Genom att vidta lämpliga åtgärder, såsom att utföra skugganalys före byggnationen, regelbundet rengöra solpaneler och undvika konstgjorda
hinder, kan skuggningens påverkan på solsystem minimeras. Dessutom kan användning av solpaneler med starkt skuggmotstånd, såsom Maysun Solars IBC-solpaneler och MOS-teknik, förbättra systemets stabilitet och energigenereringseffektivitet ytterligare. När man designar och installerar solsystem är det därför viktigt att noggrant överväga skuggningsfrågor
och välja lämpliga lösningar för att säkerställa kontinuerlig och stabil kraftgenerering
och bidra till framtiden för hållbar energi.
Referens:
Lee, S. (2023) "Undvik solpanelskuggning: Hur man minimerar dess påverkan," Velo Solar, 20 februari. https://www.velosolar.com/solar-panel-shading/.
Boiler Guide Limited (inget datum) Solar PV och skuggning | Solar Guide. https://www.solarguide.co.uk/solar-pv-and-shading.
Opie, N. (2022) "Begränsa skuggförluster för att maximera solenergiproduktionen," Ratedpower, 15 februari. https://ratedpower.com/blog/shading-losses/.
Staff, A. (2024) Skuggningsförluster i PV-system och tekniker för att mildra dem. https://aurorasolar.com/blog/shading-losses-in-pv-systems-and-techniques-to-mitigate-them/.
Lösning av PV-modulskuggningsproblem med hjälp av MOS（MOS bypass switch) - en ny idé från Maysun Solar (utan datum). https://www.maysunsolar.eu/blog/pv-module-shading-problems-with-the-help-of-mos.
IBC Solar Panel, IBC Solar Module Tillverkare | Maysun Solar (inget datum). https://www.maysunsolar.eu/ibc-series-solar-panel.
Du kanske också gillar: