Tabella dei contenuti:
1.Introduzione
2.Quanto influisce l'ombreggiatura sull'efficienza dei pannelli solari?
3. Quali sono i diversi tipi di ombreggiamento?
4.Metodi per evitare le perdite da ombreggiamento dei pannelli solari
5.Conclusioni
Introduzione
Nel mondo dei pannelli solari, l'ombreggiamento è il più grande avversario. Può portare a una riduzione dell'output e influire sul funzionamento efficiente dei sistemi. Pertanto, i problemi legati all'ombreggiamento devono essere attentamente considerati prima di installare gli array fotovoltaici.
Quanto influisce l'ombreggiamento sull'efficienza dei pannelli solari?
Alcuni esperti suggeriscono che l'ombreggiamento potrebbe ridurre potenzialmente l'output dei sistemi fotovoltaici solari fino al 40%. Curiosamente, anche se solo il 10% dei pannelli è ombreggiato, l'efficienza può diminuire del 50%. Questo è dovuto al modo in cui le celle solari sono collegate all'interno del sistema.
Le tradizionali matrici di pannelli solari sono collegate in una serie di "stringhe" parallele. Se una stringa è influenzata dall'ombreggiamento, la perdita può propagarsi ad altre parti. Per evitare il completo guasto di tutte le celle, le installazioni includono tipicamente diodi bypass. Questi diodi riorientano la corrente, bypassando le celle con prestazioni inferiori. Tuttavia, mentre questo impedisce il guasto dell'intera matrice, limita l'energia delle celle e riduce la tensione dell'intera stringa.
In questo senso, gli inverter giocano un ruolo cruciale. Devono bilanciare l'ottimizzazione della tensione delle stringhe con prestazioni inferiori o massimizzare l'energia raccolta dalle stringhe non influenzate. Indipendentemente dall'approccio scelto, gli inverter devono decidere tra due opzioni inefficienti.
Quali sono i diversi tipi di ombreggiamento?
Ombreggiamento temporaneo: Include l'ombreggiamento temporaneo causato da neve, escrementi di uccelli e foglie cadute. L'accumulo di polvere può anche causare ombreggiamento temporaneo.
Auto-ombreggiamento: Questo tipo di ombreggiamento influisce sui supporti del sistema di installazione e può essere causato dalla riga precedente di moduli. Pertanto, il layout delle righe di moduli è cruciale nella pianificazione del sistema.
Ombreggiamento dell'edificio: Oggetti come camini, parabole satellitari, antenne e strutture del tetto possono causare ombreggiamento sugli edifici.
Ombreggiamento posizionale: Comprende qualsiasi ombreggiamento causato da ambienti circostanti, come alberi e altri edifici vicini.
Ostruzione diretta: Qualsiasi oggetto sufficientemente vicino da ostruire direttamente il sistema solare può avere il più grande impatto sulla sua efficienza.
Metodi per evitare le perdite dovute all'ombreggiamento dei pannelli solari
Per evitare l'ombreggiamento degli array di pannelli fotovoltaici, possono essere adottate le seguenti misure:
1. Condurre un'analisi dell'ombreggiamento prima della costruzione:
Prima di costruire la centrale elettrica, dovrebbe essere condotta un'analisi completa dell'ombreggiamento. Questo include indagare sulle potenziali fonti di ombreggiamento nell'ambiente circostante, come linee ad alta tensione, ringhiere, vegetazione e edifici esistenti (compresi gli edifici pianificati). Attraverso l'adozione di misure necessarie, come l'aggiustamento delle posizioni di installazione, gli effetti dell'ombreggiamento possono essere ridotti al minimo.
Durante il rilievo e l'installazione, è necessario considerare la crescita annuale della vegetazione e se le chiome degli alberi e i rami causeranno ombreggiamento. Se si prevedono problemi di ombreggiamento, dovrebbe essere preso in considerazione il potare o l'abbattimento degli alberi. Inoltre, è necessario considerare i cambiamenti del terreno per evitare che l'ombreggiamento influenzi l'esposizione alla luce solare dei pannelli, inclusi ombreggiamenti nelle direzioni nord-sud ed est-ovest, nonché ombreggiamenti da diverse altezze all'interno della stessa riga.
2. Mantenere puliti i pannelli solari:
Pulire regolarmente la superficie dei pannelli solari è un passaggio importante per mantenere il funzionamento efficiente dei sistemi di energia solare. La pulizia può evitare che escrementi di uccelli, polvere e ombreggiamenti da alberi influenzino i pannelli, garantendo un'adeguata assorbenza della luce. Inoltre, installare i pannelli in luoghi con ombreggiamento minimo può ridurre significativamente l'impatto dell'ombreggiamento sull'efficienza della generazione di energia.
3. Evitare l'ostacolo artificiale:
Durante la progettazione e l'installazione dei sistemi solari, evitare di installare recinzioni o erigere pali dissuasori per gli uccelli intorno ai pannelli solari. Inoltre, durante la manutenzione, fare attenzione a evitare di causare involontariamente ombreggiamenti, come asciugare i vestiti o posizionare oggetti sui pannelli. Ciò garantisce prestazioni ed efficienza ottimali del sistema di energia solare.
4. Utilizzare più inverter MPPT:
Considerare l'uso di più inverter MPPT per ridurre l'impatto dell'ombreggiamento sui pannelli solari è una strategia efficace. Gli inverter MPPT sono componenti critici nei sistemi solari, con la funzione principale di monitorare la tensione e la corrente in uscita dei pannelli solari e regolare il punto di funzionamento in tempo reale per garantire la massima potenza in uscita.
Attraverso l'uso di più inverter MPPT nel sistema, i pannelli solari possono essere divisi in più stringhe indipendenti, ognuna controllata da un inverter MPPT separato. Ciò significa che anche se alcuni pannelli sono ombreggiati, altri pannelli non influenzati possono mantenere una generazione di energia efficiente. Ogni inverter MPPT può tracciare e massimizzare indipendentemente la potenza in uscita di ciascun pannello, riducendo così al minimo l'impatto dell'ombreggiamento sulla generazione complessiva di energia del sistema.
Inoltre, un sistema di inverter multi-MPPT può superare i problemi di disallineamento causati dall'ombreggiamento. Poiché ogni inverter opera in modo indipendente, anche se alcune parti dei pannelli sono in ombra, l'intero sistema non ne risente, garantendo la massima efficienza complessiva dei pannelli solari. Tuttavia, è importante notare che l'uso di un sistema di inverter multi-MPPT aumenterà il costo dell'impianto, quindi quando si decide di adottare questo design, le condizioni del sito e i vincoli di budget devono essere considerati in modo completo.
5. Eseguire i pannelli solari in parallelo:
È noto che i moduli fotovoltaici coperti da ombreggiatura riducono significativamente la potenza in uscita dell'intera stringa. Tuttavia, i pannelli ombreggiati all'interno di una stringa non influiscono sulla produzione di energia di stringhe parallele. Ciò significa che è possibile adottare un raggruppamento strategico: i moduli interessati dall'ombreggiamento possono formare una stringa, mentre i moduli non interessati dall'ombreggiamento possono formare un'altra stringa, massimizzando così la produzione di energia complessiva. Collegando separatamente i pannelli a stringhe diverse, è possibile ridurre al minimo gli effetti di ombreggiamento.
Per i piccoli impianti solari residenziali, l'utilizzo di pannelli solari in parallelo con microinverter può essere un'opzione più conveniente. Sebbene questo approccio possa aumentare il costo iniziale del sistema, offre maggiore flessibilità e affidabilità, in quanto ogni pannello può funzionare in modo indipendente senza influenzare le prestazioni dell'intero sistema a causa di ombreggiamenti o guasti in altri pannelli. Pertanto, per i piccoli impianti residenziali, l'utilizzo di pannelli solari in parallelo con microinverter può essere una scelta ragionevole ed efficace per migliorare l'efficienza complessiva e l'affidabilità del sistema.
6. Utilizzare pannelli solari con una forte resistenza all'ombreggiamento:
Se stai cercando pannelli solari con una resistenza all'ombreggiamento eccezionale, considera i pannelli solari IBC di Maysun Solar. Dotati di tecnologia IBC (Interdigitated Back Contact), questi pannelli dimostrano una potente resistenza all'ombreggiamento con la loro tecnologia unica a contatto completo sul retro e un design all'avanguardia.
La parte anteriore presenta un design privo di elettrodi metallici, che amplia la gamma di assorbimento della luce. Anche se alcune celle sono ombreggiate, le altre celle non ombreggiate possono continuare a generare corrente, garantendo una produzione di energia ad alta efficienza per l'intero pannello.
Senza l'ostruzione delle griglie metalliche sulla parte anteriore, la perdita di luce è ridotta, aumentando l'area illuminata del 2,5%. Questa caratteristica è alla base dell'esclusiva tecnologia ad alta corrente di cortocircuito delle celle IBC, la cui densità di celle è superiore del 5-8% a quella delle celle Perc e TOPCon, con prestazioni di generazione di energia superiori.
Inoltre, le caratteristiche di resistenza all'ombreggiamento della parte anteriore, priva di elettrodi metallici, consentono una gamma più ampia di assorbimento della luce, con un intervallo di assorbimento spettrale di 300nm-1200nm, che consente di avviare il pannello al mattino presto e di spegnerlo in tarda serata, con un guadagno di potenza superiore al 2,0% rispetto ai pannelli Perc e Topcon.
Pertanto, i pannelli solari IBC di Maysun Solar rappresentano una soluzione affidabile per il funzionamento efficiente e la generazione stabile di energia solare, grazie alla loro eccezionale resistenza all'ombreggiamento, all'ampio intervallo di assorbimento della luce e all'eccellente guadagno di energia.
7. Utilizzo di diodi di bypass e MOS per attenuare gli effetti di ombreggiamento
Quando i pannelli solari sono parzialmente in ombra, i diodi di bypass e i MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) svolgono un ruolo fondamentale. Essi consentono alla corrente di bypassare la parte in ombra, massimizzando l'efficienza delle aree non ombreggiate. Tradizionalmente, i diodi di bypass sono stati impiegati per risolvere questo problema, ma hanno dovuto affrontare problemi come la ridotta efficienza e la limitata adattabilità a condizioni di ombreggiatura complesse. Tuttavia, una nuova soluzione, MOS (MOS Bypass Switch), offre una nuova prospettiva. Controllando in modo efficiente il flusso di corrente e adattandosi rapidamente alle variazioni delle condizioni di luce, MOS attenua l'impatto dell'ombreggiamento, garantendo una produzione di energia continua e migliorando l'affidabilità e la durata dei pannelli solari. I pannelli solari di Maysun Solar sono dotati di tecnologia MOS per garantire prestazioni ottimali.
Conclusione
Nella progettazione e nell'installazione dei pannelli solari, la riduzione dell'ombreggiamento è uno dei fattori chiave per garantire un funzionamento efficiente del sistema. Adottando misure appropriate, come l'analisi dell'ombreggiamento prima della costruzione, la pulizia regolare dei pannelli solari e l'eliminazione delle ostruzioni artificiali, è possibile ridurre al minimo l'impatto dell'ombreggiamento sui sistemi solari. Inoltre, l'utilizzo di pannelli solari con una forte resistenza all'ombreggiamento, come i pannelli solari IBC di Maysun Solar e l'utilizzo della tecnologia MOS, possono migliorare ulteriormente la stabilità del sistema e l'efficienza della produzione di energia. Pertanto, quando si progettano e si installano sistemi solari, è essenziale considerare attentamente i problemi di ombreggiamento e selezionare soluzioni appropriate per garantire una produzione di energia continua e stabile e contribuire al futuro dell'energia sostenibile.
Riferimento:
Lee, S. (2023) 'Avoid solar panel shading: How to minimize its impact,' Velo Solar, 20 February. https://www.velosolar.com/solar-panel-shading/.
Boiler Guide Limited (no date) Solar PV and shading | Solar Guide. https://www.solarguide.co.uk/solar-pv-and-shading.
Opie, N. (2022) 'Limiting shading losses to maximize solar power output,' Ratedpower, 15 February. https://ratedpower.com/blog/shading-losses/.
Staff, A. (2024) Shading losses in PV systems, and techniques to mitigate them. https://aurorasolar.com/blog/shading-losses-in-pv-systems-and-techniques-to-mitigate-them/.
Solving PV module shading problems with the help of MOS（MOS bypass switch) - a new idea from Maysun Solar (no date). https://www.maysunsolar.eu/blog/pv-module-shading-problems-with-the-help-of-mos.
IBC Solar Panel, IBC Solar Module Manufacturer | Maysun Solar (no date). https://www.maysunsolar.eu/ibc-series-solar-panel.
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