سیستم های PV خورشیدی متشکل از پانل های anumberofsolarpanel است که بسته به تقاضای برق از هر یک از آن پانل ها به صورت آرایه ای متصل می شود ، که به نوبه خود از سلولهای PV مسیولار تشکیل شده است که از واحد های اصلی برای جذب انرژی از خورشید و تبدیل آنها به برق است. حال ، اگر سایه ای از آرایه شما فقط هفت بار روی یک قسمت از صفحه خورشیدی بیفتد ، خروجی از سیستم ممکن است به طور بالقوه در معرض خطر باشد ، این می تواند به جمع آوری صفحات PV اشاره کند.

تصویری که نشان دهنده تفاوت خروجی از صفحه خورشیدی سایه دار و غیر سایه است

برای درک بهتر

در نظر گرفتن پانل ها به عنوان قطعه ای از لوله ، و انرژی خورشیدی مانند آب است که از آن لوله عبور می کند. رشته های غیرمعمول ، یک سایه چیزی است که جریان را مسدود می کند. اگر ، به عنوان مثال ، یک سایه از یک درخت یا یک دودکش در تمام صفحات داخل رشته یکی بیفتد ، تا زمانی که سایه در آن نشسته است ، خروجی کل رشته تقریباً صفر کاهش می یابد. اگر یک رشته جداگانه و بدون سایه وجود داشته باشد ، با این وجود این رشته به طور معمول از برق خارج می شود.

نمایش گرافیکی اثر سایه زنی بر منظومه شمسی

چه عواملی باعث ایجاد سایه می شود؟

سایه زنی ، معمولاً به دلیل وجود ابر ، انسداد محیطی در اثر ایجاد درختان یا ساختمانهای اطراف ، سایه انداختن بین صفحات در ردیفهای موازی ، خاک ، گرد و غبار و جدا شدن دیگر از قطره های پرنده مانند سطل زباله و غیره. ابرهای متحرک

چگونه بر عملکرد سیستم انرژی خورشیدی تأثیر می گذارد؟

پنل های خورشیدی بسته به دامنه ولتاژ ورودی اینورتر ، ترکیبی از داخل-موازی هستند. اگر سایه از یک درخت یا دودکش در یک صفحه از رشته قرار گیرد ، خروجی کل رشته برای دوره سایه تقریباً صفر خواهد بود. این امر به این دلیل است که پانل ها بهمراه سیم وصل می شوند زیرا خروجی به یک سطح جریان عبور می کند از ضعیف ترین صفحه. اگر یک رشته جداگانه و بدون سایه وجود داشته باشد ، برق های خروجی را به طور معمول روشن می کند. سایه مimثر بر روی سیستم کل به هر یک از پانل ها با سیم سیم بستگی دارد.

چگونه می توان با مشکل سایه زدن مقابله کرد؟

• موقعیت یابی سیستم های PV

قبل از نصب سیستم PV خورشیدی ، باید با در نظر گرفتن تمام اوقات روز در تمام فصول سال ، آنالیز دقیق و کاملی از سایت انجام دهید تا سایه ایجاد نشود. یک درخت یا ساختمان در حال رشد در نزدیکی که ممکن است در آینده ایجاد شود نیز لازم است قبل از نهایی کردن مکان برای سیستم PV در نظر گرفته شود.

• دیود بای پس

برای کاهش اثر سایه زدن ، دیودها را دور بزنید

اثرات مخرب گرمایش در محل گرم ممکن است با استفاده از یک دیود بای پس دور زده شود. یک دیود بای پس بصورت موازی ، اما با قطبیت مخالف ، به سلول خورشیدی متصل می شود همانطور که در زیر نشان داده شده است. در حالت کار عادی ، هر سلول خورشیدی مغرضانه به جلو حرکت می کند و بنابراین دیود بای پس مغرضانه معکوس می شود و در واقع یک مدار باز است. با این حال ، اگر یک سلول خورشیدی به دلیل عدم تطابق جریان اتصال کوتاه بین چندین سلول متصل سری ، مغرضانه معکوس شود ، دیود بای پس هدایت می شود ، در نتیجه اجازه می دهد جریان از سلول های خورشیدی خوب در مدار خارجی جریان داشته باشد تا اینکه با تعصب جلو هر یک سلول خوب حداکثر سوگیری معکوس در سلول ضعیف تقریباً به یک افت دیود کاهش می یابد ، بنابراین جریان را محدود می کند و از گرم شدن در نقطه گرم جلوگیری می کند. عملکرد یک دیود بای پس و تأثیر آن روی یک منحنی IV در انیمیشن زیر نشان داده شده است.

جریان جریان برای دو سلول به صورت سری و اثر یک دیود بای پس. انیمیشن به طور خودکار از یک شرط به حالت دیگر پیشرفت می کند.

تأثیر یک دیود بای پس روی منحنی IV را می توان با یافتن منحنی IV سلول خورشیدی منفرد با دیود بای پس تعیین کرد و سپس این منحنی را با سایر منحنی های سلول سلول خورشیدی دیگر ترکیب کرد. دیود بای پس فقط در تعصب معکوس بر سلول خورشیدی تأثیر می گذارد. اگر انحراف معکوس از ولتاژ زانوی سلول خورشیدی بیشتر باشد ، دیود روشن شده و جریان را هدایت می کند. منحنی IV ترکیبی در شکل زیر نشان داده شده است.

منحنی IV سلول خورشیدی با دیود بای پس.

جلوگیری از گرم شدن در نقطه گرم با دیود بای پس. برای شفافیت ، در این مثال از 10 سلول با 9 سایه دار و 1 سایه دار استفاده می شود. یک ماژول معمولی شامل 36 سلول است و اثرات عدم تطابق جریان بدون دیود بای پس حتی بدتر است اما در مورد دیود بای پس از اهمیت کمتری برخوردار است. انیمیشن به طور خودکار حرکت می کند. برای ادامه نیازی به کلیک ندارید.

با این حال ، در عمل ، یک دیود بای پس در هر سلول خورشیدی معمولاً بسیار گران است و در عوض دیودهای بای پس معمولاً در میان گروه های سلول خورشیدی قرار می گیرند. ولتاژ روی سلول خورشیدی سایه دار یا جریان کم برابر است با ولتاژ بایاس جلو سایر سلول های سری که از همان دیود بای پس به علاوه ولتاژ دیود بای پس مشترک هستند. این در شکل زیر نشان داده شده است. ولتاژ سلولهای خورشیدی بدون سایه به درجه سایه زنی در سلول کم جریان بستگی دارد. به عنوان مثال ، اگر سلول کاملاً سایه دار باشد ، در این صورت سلولهای خورشیدی بدون سایه با جریان اتصال کوتاه خود متمایل به جلو می شوند و ولتاژ حدود 0.6 ولت خواهد بود. اگر سلول ضعیف فقط تا حدی سایه داشته باشد ، مقداری از جریان سلولهای خوب می تواند از طریق مدار جریان یابد و از باقیمانده برای هدایت سوگیری در هر محل اتصال سلول خورشیدی استفاده می شود و باعث ایجاد ولتاژ بایاس پایین به جلو در هر سلول می شود. حداکثر اتلاف توان در سلول سایه زده تقریباً برابر با توانایی تولید تمام سلولهای گروه است. حداکثر اندازه گروه در هر دیود ، بدون ایجاد آسیب ، حدود 15 سلول / دیود بای پس برای سلولهای سیلیکونی است. برای یک ماژول 36 سلولی معمولی ، از 2 دیود بای پس استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که ماژول در برابر"؛ hot-spot" آسیب پذیر نخواهد بود. خسارت.

دیودهای بای پس را در بین گروه های سلول خورشیدی دور بزنید. ولتاژ سلولهای خورشیدی بدون سایه به درجه سایه سلول ضعیف بستگی دارد. در شکل بالا ، 0.5 ولت خودسرانه نشان داده شده است.

• اینورتر رشته ای با قابلیت ردیابی MPP

فناوری ردیابی حداکثر پاور پوینت (MPP Tracking یا MPPT) اکنون در بین تولیدکنندگان اینورتر رشته ای استاندارد است. اینورترهای رشته ای با MPP Tracker قادرند با استفاده از تنظیم ولتاژ ورودی ، بیشترین مصرف انرژی را از یک رشته صفحات خورشیدی (حتی در حالت سایه بان) خارج کنند. به طور خلاصه ، یک ردیاب MPP کمک می کند تا تلفات خروجی مرتبط با سایه زایی جزئی و سایر عدم تطابق های خروجی به حداقل برسد. اینورترهای بدون فناوری MPPT با عبور از زیر آستانه خروجی مورد نظر ، خروجی را از رشته ضعیف تر از دست می دهند.

• میکرو اینورتر و بهینه سازهای قدرت

از میکرو اینورترها و بهینه سازهای قدرت برای غلبه بر مشکل سایه زایی جزئی استفاده می شود. این امکان را برای هر صفحه خورشیدی فراهم می کند تا به صورت جداگانه کار کند تا تولید انرژی سیستم فقط به طور یکسان یا دو صفحه سایه دار تحت تأثیر نباشد.

انواع مختلف سایه های خورشیدی

سایه های خورشیدی بسته به اجسامی که سایه ایجاد می کنند انواع مختلفی دارند.

سایه زدن موقت

سایه گذاری موقت شامل سایه زنی است که در نتیجه ابرها ، فضولات پرندگان ، گرد و غبار یا برگهای افتاده ایجاد می شود.

سایه زنی حاصل از ساختمان

سایه های حاصل از ساختمان حیاتی است زیرا شامل سایه های مستقیم است. نمونه هایی از این نوع سایه زنی ، دودکش ها ، هادی های روشنایی ، بشقاب های ماهواره ای ، آنتن ها ، برجستگی های سقف و نما ، سازه افست ساختمان ، روبنای سقف است که فقط به چند مورد اشاره می کنیم.

سایه زدن از محل

سایه زنی از محل مربوط به ساختمان است. ممکن است درختان یا بوته ها ، کابلهایی که از بالای ساختمانها ، ساختمان همسایه یا ساختمانهای دورتر عبور می کنند وجود داشته باشد که به همان اندازه می توانند باعث تاریک شدن افق شوند.

خود سایه زدن

با سیستم های نصب رک ، ممکن است خود سایه اندازی ماژول ها به دلیل ردیف ماژول ها باشد. در این موارد لازم است شیب و تفکیک بین ردیف های ماژول بهینه شود.

سایه زنی مستقیم

سایه زنی مستقیم باعث از دست رفتن زیاد انرژی می شود زیرا مجاورت با شی object سایه بان مانع از گرفتن نور صفحه خورشیدی PV می شود.