Zacienienie paneli fotowoltaicznych – jaki ma wpływ na produkcję prądu?

Zacienienie paneli fotowoltaicznych wpływa bardzo negatywnie na całą instalację fotowoltaiczną. W zależności od sposobu połączenia ogniw, cień na panelach będzie skutkować mniejszym lub większym spadkiem uzysku energii elektrycznej. W poniższym artykule postaramy się szczegółowo przedstawić, w jaki sposób zacienienie ogniwa fotowoltaicznego wpływa na wydajność całej instalacji fotowoltaicznej. Odpowiadamy również na pytanie jak radzić sobie z zacienieniem i jak jemu przeciwdziałać. Zapraszamy do lektury!

Zacienienie paneli fotowoltaicznych to coraz mniejszy problem!

Panele fotowoltaiczne są stale udoskonalane. Jednym z rozwiązań, które znacząco zmniejsza ilość problemów związanych z częściowym zacienieniem modułów, są diody bypass (in. diody obejściowe), o których piszemy w kolejnym akapicie. Oprócz tego warto również wspomnieć o modułach wykonanych w technologii half-cut. Za pomocą diod bocznikujących są one podzielone na sześć stref, dzięki czemu znacznie lepiej reagują na częściowe zacienienie, a ich ułożenie może być dowolne – nie ma różnicy, czy są zamontowane w pionie, czy poziomie. Przy częściowym zacienieniu diody bocznikujące pozwalają na obejście zacienionego ogniwa, dzięki czemu nie następują znaczące spadki mocy.

Wszystkie wymienione technologie pozytywnie wpływają na wydajność instalacji i niwelują negatywne skutki zacienienia.

Zobacz również: Jaki kabel do paneli fotowoltaicznych wybrać? Opowiadamy o tym na naszym blogu!

Jak niweluje się efekty zacienienia paneli słonecznych? Dioda bypass

Aby ograniczyć negatywne skutki zacienienia, do łańcucha ogniw fotowoltaicznych wlutowuje się specjalną diodę bypass. Pozwala ona na swobodny przepływ prądu omijając zacienione ogniwa słoneczne. Warto podkreślić, że diody bypass (inaczej diody bocznikujące) są nieodłącznym komponentem modułu PV. Bez nich zacienione ogniwo niosłoby za sobą bardzo negatywne skutki. Element ten instalowany jest w puszce przyłączeniowej, który znajduje się na tylnej stronie modułu pv, a jedna dioda odpowiada najczęściej za działanie grupy ogniw (panel fotowoltaiczny, który posiadałby diody bypass przypisane dla każdego ogniwa, byłby po prostu zbyt drogi).

Zobacz również: Sprawność paneli fotowoltaicznych po 10 latach. Jak długo działa fotowoltaika?

Cień cieniowi nierówny

Pamiętajmy, że zacienienie ogniw fotowoltaicznych może cechować się różnym natężeniem, przez co będzie ze sobą nieść inne skutki. Panele fotowoltaiczne mogą być zacienione słabo lub silnie. Zarówno jeden, jak i drugi typ zacienienia negatywnie wpływa na pracę całej instalacji fotowoltaicznej oraz energię elektryczną produkowaną przez panele.

Słabe zacienienie paneli PV

Jeżeli mamy do czynienia z lekkim rozproszonym zacienieniem, dochodzi do spadku natężenia prądu w punkcie mocy maksymalnej. Słabe zacienienie częściowe obniża przepływ prądu proporcjonalnie do poziomu zacienienia ogniw.

Silne zacienienie paneli PV

W wypadku, gdy ogniwa fotowoltaiczne są zanieczyszczone np. w wyniku opadów liści lub ptasich odchodów, będziemy mówić o silnym zacienieniu. W tym przypadku dochodzi do znacznego obniżenia napięcia na module, przez co spadek mocy jest niestety spory. Ryzyko zacienienia silnego można ograniczać na różne sposoby, jednak podstawowym jest regularne oczyszczanie paneli. Z tego względu regularne mycie paneli fotowoltaicznych jest niezwykle ważne dla utrzymania wydajności i opłacalności instalacji.

Jak przeciwdziałać zacienieniu paneli fotowoltaicznych?

Aby ominąć problemy związane z zacienieniem paneli fotowoltaicznych, zawsze uprzednio należy odpowiednio zaprojektować instalacje fotowoltaiczne. Optymalne rozłożenie modułów, a także ich połączenie powoduje, że nawet w przypadku, gdy okresowego rozproszonego zacienienia nie da się uniknąć, uzyski energii będą na zadowalającym poziomie. Właśnie dlatego przed inwestycją najlepiej skontaktować się ze specjalistami w tej dziedzinie, którzy przeprowadzają w tym celu audyt fotowoltaiczny. Profesjonaliści są w stanie przygotować optymalny projekt całej instalacji i dokonać profesjonalnego montażu. Wpływ zacienienia na moc instalacji zależny jest bowiem od takich czynników jak np. ustawienie modułów (poziome lub pionowe), czy też wspomniane już połączenie łańcuchów modułów fotowoltaicznych.

Moc paneli fotowoltaicznych to również jeden z tematów poruszonych na naszym blogu. Zachęcamy do przeczytania! Z kolei kalkulator fotowoltaiczny SUNERGO to narzędzie, dzięki któremu w prosty sposób możliwe jest określenie odpowiedniej mocy instalacji dla danego zużycia.

Zacienienie paneli fotowoltaicznych – najczęstsze przypadki

Przy montażu instalacji fotowoltaicznej najczęściej natrafić można na problem z cieniem rzucanym przez:

• rosnące drzewa lub inne budynki – przeważnie mogą rzucać cień na dolną część modułów fotowoltaicznych. Problem ten najczęściej pojawia się w okresie zimowym, kiedy to słońce nie wschodzi zbyt wysoko. Jeżeli problemu nie da się rozwiązać, najlepiej zamontować moduły w układzie poziomym (w przypadku modułów z krzemu krystalicznego).
• elementy konstrukcyjne dachu – przy projektowaniu instalacji należy wziąć pod uwagę położenie kominów, szybów wentylacyjnych, jaskółek i innych elementów, które rzucają cień na powierzchnię dachu. Jeżeli nie mamy możliwości ominięcia zacienionego obszaru, najlepiej zamontować moduły w układzie pionowym (moduły z krzemu krystalicznego).
• śnieg – przy projektowaniu i montażu instalacji fotowoltaicznej należy zabrać również pod uwagę możliwe okresowe opady śniegu. Jeżeli moduły z krzemu krystalicznego zostały ustawione pionowo, nie będą one produkować prądu do momentu całkowitego roztopienia się śniegu. Natomiast w przypadku, gdy moduły zostaną zamontowane poziomo, instalacja będzie stopniowo zwiększać produkcję energii elektrycznej wraz z topnieniem się śniegu i jego osuwaniem w dół.

Zapoznaj się z artykułem: Fotowoltaika zimą – wydajność i konserwacja instalacji fotowoltaicznej

Jak ominąć problem zacienienia paneli fotowoltaicznych?

Jak widać, czynników wpływających na poziom zacienienia instalacji fotowoltaicznych jest wiele. Aby całkowicie ominąć problem zacienienia należy przewidzieć wszystkie możliwe miejsca, na które będzie padał cień i bezwzględnie je omijać. Podczas projektowania należy dokładnie zbadać strefy cienia, które zmieniają się wraz z porami roku. Właśnie dlatego najlepiej skontaktować się z profesjonalistami w dziedzinie fotowoltaiki, dzięki czemu będziemy mieli pewność, że nasza instalacja fotowoltaiczna będzie maksymalnie wydajna, a cała inwestycja zwróci się możliwie szybko.

Mamy nadzieję, że wiesz już jakie skutki niesie ze sobą zacienienie instalacji fotowoltaicznej i w jaki sposób można im przeciwdziałać. Uwzględnienie zacienienia jest bardzo ważne już na etapie projektowania instalacji, dlatego warto mieć jego tematykę na uwadze.

Zachęcamy do lektury naszych pozostałych wpisów blogowych! Jednym z tematów, który bezpośrednio łączy się z tematyką zacienienia jest artykuł: https://sunergo.pl/blog/fotowoltaika-na-gruncie-czy-dachu/