Jednym z pierwszym czynników, jakie powinni rozważyć właściciele domów przy doborze paneli na dach, są potencjalne skutki zacienienia. Kominy, drzewa lub nagromadzone zanieczyszczenia mogą zakłócić produkcję energii słonecznej. Czy to sprawia, że dom nie nadaje się do wytwarzania takiej energii?
Niekoniecznie.
Nowe moduły fotowoltaiczne AC dla domu obejmują funkcjonalne rozwiązania przeciwdziałające skutkom zacienienia. Moduły AC łączą w sobie wiodącą w branży technologię paneli fotowoltaicznych SunPower Maxeon z zaawansowanymi mikroinwerterami firmy Enphase, minimalizując skutki zacienia dzięki unikalnym właściwościom. Warto także pamiętać, że zintegrowany system jest bardziej wydajny niż suma jego części.
Zobaczmy, jaką przewagę ma system Maxeon nad rozwiązaniami konwencjonalnymi w warunkach zacienienia.
Wpływ zacienienia na panele fotowoltaiczne
Większość paneli jest wykonana z dziesiątków małych, połączonych ze sobą ogniw fotowoltaicznych. Gdy konwencjonalny panel zostanie nawet częściowo zacieniony lub zabrudzony, prąd biegnący przez jego ogniwa zaczyna napotykać opór. Zakłócone w ten sposób ogniwo próbuje dopasować prąd do wartości ogniw sąsiadujących, powodując konwersję energii z tych ogniw na ciepło. W ogniwach konwencjonalnych może to skutkować powstawaniem hotspotów, w których temperatura ogniwa wzrasta powyżej 150°C w ciągu zaledwie dwóch minut!1 Campeau, Z. et al. "SunPower Panel Degradation Rate," SunPower white paper, 2013.
Nowe moduły fotowoltaiczne AC dla domu obejmują funkcjonalne rozwiązania przeciwdziałające skutkom zacienienia, łącząc w sobie czołowe w branży panele SunPower Maxeon z zaawansowaną technologią mikroinwerterów firmy Enphase.
Na obrazie termowizyjnym widzimy temperaturę względną panelu konwencjonalnego (lewa strona, 150°C) oraz paneli SunPower Maxeon i SunPower Performance (środek i prawa strona) po tym, jak jedno ogniwo na każdym z paneli zostało częściowo zacienione, bez zainstalowanej diody bocznikującej.
Aby schłodzić ogniwo i ochronić panel przed uszkodzeniem, większość paneli konwencjonalnych wykorzystuje pewien „skrót”, tj. urządzenie zwane diodą bocznikującą, które umożliwia dalszy przepływ prądu dookoła zacienionych obszarów ogniwa. Skrót ten jednak powoduje, że duże części paneli przestają wytwarzać energię. Może to skutkować znaczącą utratą energii w cieniu, nawet jeśli zacienione jest tylko jedno ogniwo (patrz poniżej). Z czasem ponawiające się zacienienie może spowodować zużycie tych diod obejścia na skutek ich ciągłej eksploatacji. Jak wynika z badań prowadzonych w Japonii, po 10 latach użytkowania aż 47% paneli miało wadliwe diody bocznikujące w przypadku codziennego częściowego zacienienia.2
Kontges, et al. (2014). Performance and Reliability of Photovoltaic Systems, Subtask 3.2: Review of Failures of Photovoltaic Panels.
Bez diod bocznikujących panele konwencjonalne są narażone na uszkodzenia i utratę wydajności związane z hotspotami.
Hotspoty na przedzie i z tyłu paneli konwencjonalnych po kilku minutach częściowego zacienienia bez diody bocznikującej
Hotspoty na przedzie i z tyłu paneli konwencjonalnych po kilku minutach częściowego zacienienia bez diody bocznikującej
Dlaczego moduły AC tak dobrze radzą sobie z zacienieniem
Panele SunPower, w przeciwieństwie do tych konwencjonalnych, posiadają unikalną architekturę ogniw, która zabezpiecza je przed przegrzaniem. Gdy przepływ prądu w panelach SunPower zostaje zahamowany przez cień, powstały opór jest mniejszy dzięki specjalnym właściwościom i konstrukcji ogniwa. Jeśli prąd napotyka mniejszy opór, powstaje mniej ciepła, zatem panel pracuje z niższą temperaturą. Ta konstrukcja sprawia, że panele są chronione i będą działać prawidłowo przez długi czas. Gdy tylko pojawi się zacienienie, rozwiązanie to ogranicza powierzchnię sekcji wykluczonej z generowania prądu.
W identycznych warunkach, jak poniżej, panel SunPower Maxeon 5 wytwarza niemal 3x więcej energii. Wynika to z kombinacji dwóch jego zalet: wyższej sprawności paneli i lepszych parametrów pracy w cieniu.
Mikroinwertery: Niech każdy promień słońca przyniesie jak najwięcej korzyści
Panele fotowoltaiczne SunPower są kluczowym fundamentem i długoterminową inwestycją, którą można zmaksymalizować za pośrednictwem jednego elementu: mikroinwertera. W systemie fotowoltaicznym dla domu z mikroinwerterami każdy panel działa niezależnie. Jeden zacieniony panel nie zakłóca pracy pozostałych. Inne moduły nadal spokojnie pracują, oferując maksymalny potencjał energetyczny.
Gdy weźmiemy pod uwagę wpływ zacienienia na potencjał generowania energii przez panel, na podstawie powyższych przykładów widać, jak konstrukcja i parametry techniczne panelu mogą zapewnić większą niezawodność w cyklu użytkowania systemu.
Podczas gdy niektórzy producenci paneli nie obejmują gwarancją uszkodzeń z powodu zacienienia, SunPower wspiera swoje panele 25-letnią gwarancją Complete Confidence, nawet w warunkach zacienienia.
Dzięki modułom SunPower AC dostęp gospodarstw domowych do energii fotowoltaicznej jest większy niż kiedykolwiek wcześniej. Zoptymalizowane pod kątem zacienienia i przeznaczone do wytwarzania czystej energii przez co najmniej 25 lat, moduły AC to nowa generacja paneli fotowoltaicznych dla domu. Z której można korzystać już dziś.