Бій з тінню: як підвищити ефективність СЕС за наявності затінення
Щоб зрозуміти, як затінення знижує ефективність СЕС, порівняємо принцип її функціонування з каналізаційною системою водопостачання. Струм переміщується по осередках ланцюга як і вода, що тече по трубах, а швидкість цього потоку постійна. Затінення сонячного елемента схоже на засмічення в трубі: потік води зменшується і надалі обмежується для всієї труби цілком, а не тільки для засміченої ділянки. Так і в СЕС: коли сонячний елемент затінений, кількість струму, що проходить через весь ланцюжок за цей же проміжок часу, стає менше.
Кожен наступний осередок в ланцюзі фотомодуля буде працювати з тією кількістю струму, яку виробив затінений осередок. Тому навіть маленька тінь може істотно вплинути на вихідну потужність сонячної панелі.
Що треба знати про затінення під час підготовки майданчика
На етапі проектування сонячної станції необхідно провести ретельне вивчення об’єкта і звернути увагу на:
- його розташування відносно сторін світу;
- кут нахилу поверхні, де будуть встановлюватися фотомодулі;
- рух тіней від сусідніх будівель, дерев або елементів конструкції;
- різну довжину тіней в різні пори року.
Тільки після збору цих даних варто приступати до проектування станції. Якщо під час аналізу будуть визначені місця, які 35% (і більше) часу проводять в затіненні, встановлювати туди світомодулі не можна.
Площі з меншим затінюванням використовувати можна, але лише за умови застосування відповідного обладнання і з урахуванням нюансів затінення.
В першу чергу, мова йде про застосування так званих стрінгових схем підключення, байпасних діодів, мережевих інверторів з MPPT (maximum power point tracker), технології Half-cell.
Стрингові системи
Фотомодулі, що потрапляють в зону тимчасового затінення, збираються в одну окрему групу (стринг). Так негативний вплив тіні обмежується в її рамках і не поширюється на інші модулі.
Також ці стрінги підключаються в инвертор на окремий трекер. У цьому випадку вже інвертор, виробляючи постійні виміри вольт-амперних характеристик, коригує роботу на максимальну потужність. Всі стрінги підключаються в інвертор паралельно, завдяки чому затінений модуль в одному стрінгу не применшує вихідну потужність інших стрінгів.
Байпасні діоди
Ще один спосіб мінімізації втрат при затіненні – використання байпасних діодів. Це пристрої всередині модуля, які дозволяють току «пропускати» затінені області та «пускати» більш високий струм не затінених ланцюжків осередків в обхід затіненого ланцюжка. Однак при цьому втрачається генерація всіх пропущених осередків.
Така система дозволяє спроектувати ідеальну схему застосування обхідного діода для кожної групи. Наприклад, для сонячної батареї з 60 елементами діод буде застосовуватися на кожні 20 елементів, формуючи, таким чином, три окремі групи з послідовним підключенням.
Технологія Half-cell
Істотно збільшити ефективність і надійність роботи сонячних батарей можна за допомогою технології Half-cell (поділу осередків навпіл), яка впроваджена в деякі моделі батарей. Цей поділ створює подвійну кількість стрингів. Чим більше ланцюжків з послідовно підкюченими осередками, тим оптимальніше фотомодуль буде працювати в цілому. Технологія дозволяє врівноважити невідповідність між потужностями осередків на виході, яка може виникнути під час тимчасового затінення частин модуля.
Уникнути проблем з тінню на окремих ділянках СЕС не завжди вдається. Але за умовах належного підходу и коректного обліку всіх нюансів ці проблеми легко вирішити. Фахівці з Генерації допоможуть спроектувати станцію так, щоб мінімізувати втрати від затінення і підвищити ефективність всієї системи.
