Panele fotowoltaiczne będą pracowały w sposób optymalny i będą osiągały najwyższy uzysk energetyczny dla naszej domowej elektrowni słonecznej tylko wtedy, kiedy będą zainstalowane w prawidłowy sposób i w pozycji, która będzie umożliwiła im swobodny i stały dostęp do promieni słonecznych. Dlatego musimy pamiętać, że nawet chwilowe zacienienie małej części modułu fotowoltaicznego może skutkować znacznym obniżeniem skuteczności całego systemu. Jak zatem ograniczyć skutki zacienienia paneli fotowoltaicznych i uniknąć sytuacji, kiedy dopływ energii do naszego domu okazuje się mocno ograniczony?
Zacienienie paneli PV – na co trzeba uważać?
Umieszczając instalację fotowoltaiczną na dachu naszego domu, powinniśmy wziąć pod uwagę kilka czynników, które – jeżeli nieprzemyślane – mogą w skuteczny sposób ograniczyć pole działania naszych modułów słonecznych. Standardowo projektanci zajmujący się przygotowaniem projektu inwestycji fotowoltaicznej zwracają uwagę na drzewa i krzewy znajdujące się w pobliżu budynku, na dachu którego ma się znaleźć cały system, ale sami powinniśmy też pamiętać o drobnych elementach konstrukcyjnych dachu, które w sposób naturalny mogą stanowić zacienienie dla modułów. Chodzi tutaj przede wszystkim o kominy, anteny i okiennice, ale także maszty czy przewody elektryczne, które należy przewidzieć w projekcie zabudowy dachu.
Jakie mogą być skutki zacienienia paneli PV?
Zasada działania paneli fotowoltaicznych sprawia, że zacienienie nawet małego fragmentu modułu PV może stanowić niemały problem obniżający sprawność całego systemu. Moduły fotowoltaiczne są ze sobą połączone i działają wspólnie, co sprawia, że nawet niewielki liść dający cień automatycznie wpływa na wszystkie ogniwa, obniżając ich moc. Ogniwa PV, z których składają się moduły, w momencie ich zacienienia działają jak oporniki, które blokując przepływ energii przez pozostałe moduły, wpływają niekorzystnie na sposób dostarczenia energii elektrycznej do naszego domu. Oznacza to, że energia generowana przez prawidłowo funkcjonujące ogniwa jest tracona w następstwie wstecznego przepływu prądu. Co ważne, w przypadku zacienienia nawet małego fragmentu modułów PV, dochodzi także do nienaturalnego wzrostu temperatury modułów oraz ich miejscowego przegrzania, czyli powstania tzw. gorących punktów (hot-spot), co w konsekwencji bardzo często skutkuje uszkodzeniem warstwy zabezpieczającej ogniwa.
Czy można uniknąć skutków zacienienia paneli PV?
Całkowitą pewność dotyczącą prawidłowego działania fotowoltaiki będziemy mieli wyłącznie wtedy, kiedy wykluczymy z obrębu systemu umieszczonego na dachu wszystkie źródła generujące zacienienie. Niestety, nie zawsze jest to możliwe, dlatego producenci systemów fotowoltaicznych, chcąc zniwelować następstwa niekontrolowanego zacieniania paneli fotowoltaicznych skutkującego wyraźnym obniżeniem wydajności fotoogniw, wciąż poszukują nowych sposobów, które mogłyby całkowicie wyeliminować problem konsekwencji czasowego przysłonięcia modułów. Jednym z polecanych rozwiązań są diody bocznikujące, które w momencie przysłonięcia konkretnego ogniwa przez źródło cienia automatycznie odłączają je z całego systemu. Dzięki temu ograniczony moduł nie zakłóca pracy pozostałych paneli, a prąd wytwarzany przez fotowoltaikę swobodnie przepływa przez diodę bocznikującą, wyłączając z tego procesu połączone ogniwa.
W klasycznych układach paneli fotowoltaicznych, które zbudowane są z modułów krzemowych, zazwyczaj mamy do czynienia z 12 ogniwami ułożonymi w 6 rzędach. Każdy z nich podzielony jest na trzy niezależne sekcje, z czego każda wyposażona jest w autonomiczną diodę odłączającą – w momencie zacienienia części któregoś z modułów – tylko jedną część panelu, bez konieczności wyłączania z systemu całego modułu PV. W przypadku modułów cienkowarstwowych, które zbudowane są z cienkich ogniw biegnących wzdłuż panelu, sprawa wygląda nieco inaczej. Tutaj w przypadku zacienienia któregoś z ogniw spadek energii całego systemu jest tylko częściowy, co jest spowodowane równoległym ułożeniem ogniw względem siebie. Niestety, tego typu moduły mają zazwyczaj tylko jedną diodę, a to oznacza, że w sytuacji całkowitego osłonięcia któregoś z modułów odłączany z systemu jest cały panel.
Źródło: House Solutions – fotowoltaika
