Zacienienie

Niestety, wielu właścicieli systemów fotowoltaicznych dowiaduje się o tym fakcie dopiero, gdy zainstaluje panele na swoim dachu. Czasem zapada cień. Jest to nieuniknione i powoduje znaczące zakłócenia w działaniu paneli fotowoltaicznych, obniżając jednocześnie oszczędności. 

Zacienienie mogą powodować liście spadające z drzewa, którego konary rozpościerają się z działki sąsiada w stronę naszego domu. Może być ono także skutkiem „nalotu” przelatujących ptaków wędrownych. A może pobliska budowla rzuca długi cień na dach naszego domu każdego ranka? 

Bez względu na źródło zacienienia wynik jest taki sam — ograniczenie dostępu promieni słonecznych do paneli oraz zakłócenia w pracy systemu. 

Na szczęście jest też dobra wiadomość. Nie wszystkie panele są takie same — można zminimalizować wpływ zacienienia, wybierając lepsze panele fotowoltaiczne dla swojego sytemu. Konstrukcja i parametry techniczne paneli mają decydujący wpływ na to, ile energii wytworzy system oraz jakie będą oszczędności na koniec miesiąca.

Oto kilka kluczowych scenariuszy do rozpatrzenia.

Panele SunPower Performance a panele konwencjonalne

Scenariusz 1: punktowe zacienienie

Zaczniemy od standardowych paneli konwencjonalnych ze stykiem przednim.  Zwróćmy uwagę, jak prąd przepływa przez panel w ciągłym obwodzie szeregowym (A). Wszelkie zakłócenia tego przepływu mogą mieć niekorzystny wpływ na działanie panela. W związku z tym panel jest na ogół podzielony na trzy oddzielne strefy elektryczne, co pozwala obchodzić ewentualne przeszkody dla przepływu energii (B).

Weźmy teraz pod uwagę zacienienie pochodzące z pojedynczego liścia. Nie wydaje się to istotne, ale może odebrać panelowi znaczącą ilość energii (C). Gdy umieścimy liść na ogniwie w panelu konwencjonalnym, ogniwo nie będzie już mogło wytwarzać mocy ani nie będzie prawidłowo przekazywać energii do ogniw sąsiadujących. Pozbawione możliwości prawidłowego działania, zakłócone ogniwa wymuszą zamknięcie całej strefy elektrycznej paneli aż do chwili usunięcia liścia. Oznacza to, że 33% panela musi ulec wyłączeniu, co przekłada się na 33% utratę mocy. Z powodu jednego liścia!

Panele SunPower Performance zaprojektowano tak, aby utrzymywały przepływ energii w niezależnych, równoległych rzędach (D). Każdy rząd ogniw posiada elastyczne, nadmiarowe ścieżki dla energii, która przepływa między ogniwami, co ogranicza wpływ ewentualnych przeszkód na powierzchni panela. Co więcej, struktura połączeń elektrycznych panela została podzielona poprzecznie (sześć rzędów poziomych i trzy rzędy pionowe), zapewniając lepszy przepływ energii w orientacji poziomej i pionowej (E).

Poniżej można zobaczyć, jak mniejsze ogniwa i nadmiarowe połączenia elektryczne paneli Performance pozwalają ograniczyć wpływ liścia, który znalazł się wcześniej na panelu konwencjonalnym (F). Tam, gdzie technologia konwencjonalna wyłączyła trzecią część panela, unikalna struktura połączeń elektrycznych SunPower Performance zapewnia ciągły przepływ energii przy minimalnych stratach mocy.

Scenariusz 2: liniowe zacienienie w orientacji poziomej

Przyjrzyjmy się teraz bardziej liniowemu cieniowi, który pada na powierzchnię panela konwencjonalnego. Ponownie widzimy natychmiastowy wpływ na pracę panela konwencjonalnego (G). Jako że cień pada wzdłuż dłuższej krawędzi panela (orientacja pozioma), panel ten szybko wyłącza jedną z trzech stref elektrycznych, aby obejść zacienienie. Podobnie jak cień punktowy od liścia, ten także powoduje 33% spadek mocy. W tym przypadku panel 295 W szybko staje się panelem 198 W.

Gdy dłuższa krawędź panela Performance ulega zacienieniu, utrata mocy jest proporcjonalna do wielkości cienia. Oznacza to, że jeśli na przykład tylko połowa pierwszego rzędu ogniw znajdzie się w cieniu (H), druga część ogniw w tym rzędzie nadal będzie wytwarzać energię, a panel będzie działać z 92% mocy znamionowej. Jeśli doszłoby do całkowitego przykrycia dolnego rzędu ogniw (I), panel Performance doznałby tylko 17% spadku mocy (1/6 panela), w porównaniu do 33% spadku, jaki widzimy w przypadku panela konwencjonalnego powyżej. Widzimy zatem, jak kilka centymetrów cienia może mieć znaczący wpływ na moc panela.

Scenariusz 3: liniowe zacienienie w orientacji pionowej

Zdecydowanie zaleca się instalowanie paneli Performance w orientacji poziomej, tak aby zmaksymalizować uzysk energii i oszczędności. Jeśli jednak panel zostanie ustawiony w orientacji pionowej, nadal będzie miał znaczną przewagę nad panelem konwencjonalnym. Gdy cień zaczyna zakrywać dolną część (krótsza krawędź) panela konwencjonalnego, zakłócane są wszystkie trzy strefy elektryczne, co powoduje całkowicie wyłączenie panela (J).

Wracając do przekroju stref elektrycznych w panelu Performance, widzimy, że panel po obróceniu do krótszej krawędzi przekierowuje energię przez górne 2/3 panela (K). Straty są faktem, ale można uznać, że 67 procentowa zdolność do produkowania energii jest lepsza niż żadna.

Gdy weźmiemy pod uwagę wpływ zacienienia na potencjał generowania energii przez panel, na podstawie powyższych przykładów widać, jak konstrukcja i parametry techniczne panela 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.

To tylko kilka przykładów możliwego zacienienia paneli, dlatego zachęcamy do omówienia tej kwestii z lokalnym przedstawicielem SunPower w celu wybrania właściwej instalacji dla domu lub firmy. Przy okazji warto także dowiedzieć się, jak niezawodność i trwałość paneli SunPower Performance pozwala zmaksymalizować produkcję energii w systemie.

UWAGA OD AUTORA: Ten blog ma na celu opisanie różnych sposobów oddziaływania zacienienia na panele fotowoltaiczne oraz pokazanie, jak wysokiej jakości konstrukcja i odpowiednie parametry techniczne mogą ograniczyć wpływ cienia na pracę paneli. Wymieniamy powyżej kilka typowych przykładów, ale celem tego artykułu nie jest dokładna analiza wszelkich scenariuszy, w których cień wpływa na działanie paneli. Zachęcamy do nawiązania rozmowy ze specjalistami ds. sprzedaży SunPower w celu lepszego poznania korzyści, jakie oferuje technologia SunPower. Ponadto wartości znamionowe mocy zostały użyte jedynie do celów orientacyjnych i mogą zależeć od dostępności produktów na określonych rynkach.