Hvorfor Selv Delvis Skygge Er Dårligt For Solenergisystemer

Solpaneler fungerer bedst, når der ikke er skygge på dem. Faktisk kan en skygge, der falder på selv en del af et solpanel i dit solsystem, potentielt påvirke hele systemets ydeevne. Hvilke strategier er der til at håndtere potentiel skygge af solsystemer?

Hvorfor har skyggelægning så dramatisk en indvirkning på energiproduktionen?

I de fleste tilfælde består solcelleanlæg (PV) til boliger og virksomheder af solcellemoduler (hvis helheden kaldes et “array”) og en inverter. Solpanelerne fanger sollys og omdanner det til jævnstrøm (jævnstrøm), og vekselretteren omdanner til gengæld jævnstrømmen til net- og enhedskompatibel vekselstrøm (AC).

De fleste solcelleanlæg til små boliger og små virksomheder omfatter mellem 6 og omkring 30 paneler, selvom “størrelsen” af et system normalt angives ved dets kapacitet (i kilowatt – f.eks. 5 kW). Af tekniske årsager relateret til spændingskravene til anlæggets inverter opdeles solcelleanlæg typisk i “strenge” af solpaneler. Små systemer har måske kun én streng, mens store systemer måske har mange flere. En streng kunne bestå af et enkelt panel, men normalt er der flere.

Du kan tænke på en række paneler som et stykke rør, og solenergien er som vand, der strømmer gennem det rør. Med traditionelle solpanelstrenge er skyggen noget, der blokerer for flowet. For eksempel, hvis skyggen af et træ eller en skorsten falder på selv et af panelerne i strengen, vil ydelsen af hele strengen blive reduceret til praktisk talt nul, så længe skyggen er der. Men hvis der er en separat, ikke-skraveret streng, vil denne streng fortsætte med at producere elektricitet som normalt.

I ekstreme tilfælde behøver en skygge ikke nødvendigvis at falde på et helt modul – afhængigt af den teknologi, der bruges i det respektive solcellemodul, kan skyggelægning af blot én celle udjævne modulets og dermed hele strengens ydeevne. Men mange moderne paneler er udstyret med såkaldte bypass-dioder, som minimerer virkningerne af delvis skygge ved i det væsentlige at lade strøm “løbe rundt” den eller de skraverede celler.

Strategier og teknologier til håndtering af skraverede solcellemoduler

Imidlertid kan ydeevnen og dermed investeringsafkastet (ROI) af et solcelleanlæg blive alvorligt påvirket af skygge – især skygge, der opstår regelmæssigt, fordi et objekt kaster en skygge på samme tidspunkt hver dag, når solen skinner på himlen – Det Der er forskellige måder at undgå eller afbøde disse effekter.

Placer dit solpanel, hvor der ikke er almindelig skygge

Dette er det første og mest oplagte skridt til at sikre, at dit system ikke lider under konsekvenserne af delvis skygge. Det er ekstremt vigtigt at overveje alle tidspunkter af døgnet og sæsonen, når man skal afgøre, om en genstand i nærheden kan kaste skygge på dit tag. Ved hjælp af forskellige kortlægningsværktøjer bør en solcelleinstallatør være i stand til at fortælle dig, om skygge er et problem.

Et eksempel på et træ, der er vokset højt nok til at kaste en betydelig mængde skygge på en nærliggende tagterrasse – en situation, som solcelleejere bør undgå.

Solcelleejere bør også sørge for, at der ikke er træer i nærheden, der kan vokse sig høje nok til i sidste ende at forårsage skyggeproblemer. Solsystemets levetid anslås normalt til at være over 25 år, hvor træerne har god tid til at vokse.

Skyer er en anden kilde til potentiel skygge. Skyer, der bevæger sig ind i løbet af dagen, kan også føre til udsving i systemets ydeevne, men disse er grundlæggende uundgåelige. Amorfe silicium solceller siges at klare skygge bedre end krystallinske silicium solpaneler, men generelt er krystallinske paneler generelt et bedre valg på grund af den relativt lave samlede effektivitet af amorfe paneler.

Der er nogle andre teknologier under udvikling, som kan give høj effektivitet selv i dårligt vejr, såsom “supersorte” solceller, men de fleste af disse er enten stadig dyre eller endnu ikke kommercielt tilgængelige.

Brug en strenginverter med MPP-sporingsfunktion

Maximum Power Point Tracking (MPP Tracking eller MPPT) er en teknologi, der nu er standard i de fleste invertere af høj kvalitet. En inverter udstyret med en MPP-tracker (eller flere af dem) er i stand til at udvinde den mest brugbare energi fra et sæt solpaneler (selv under skyggeforhold) ved altid at justere spændingen til inverterens foretrukne indgangsområde. Kort sagt hjælper en MPP-tracker med at minimere ydeevnetab forbundet med delvis skygge og andre uoverensstemmelser i panelets ydeevne. Invertere uden MPPT-kapacitet mister simpelthen strøm fra den svagere streng, når den falder under den påkrævede effekttærskel.

MPPT og skygge i et flerstrenget solcelleanlæg

Et eksempel på delvis skygge i et traditionelt flerstrenget invertersystem (Billedkredit: pvsolarchina.com)

Få et system med mikroinvertere eller strømoptimere

Hvis skyggen på dit tag ikke er omfattende (“nær skygge”), kan mikroinvertere eller strømoptimere være den rigtige mulighed for dig. Disse enheder omgår problemet med delvis skygge ved at eliminere behovet for eller vigtigheden af ledninger i første omgang. Både mikroinvertere og strømoptimere tillader i det væsentlige, at hvert solpanel i et system fungerer uafhængigt, så det samlede systems energiproduktion ikke påvirkes uforholdsmæssigt af blot et eller to skraverede paneler. (Se: En nyere teknologi fra Maxim, der bruges i en række JinkoSolar-moduler, lover endnu mere detaljeret skyggebeskyttelse end traditionelle mikroinvertere eller strømoptimere.)

Den største ulempe ved disse teknologier er, at de har tendens til at være en smule dyrere end et standard centralt strenginvertersystem, så i tilfælde, hvor skygge ikke er et problem, behøver du ikke bruge mange penge på dem.

Enecsys mikroinverter: problem og løsning

En illustration, der viser, hvordan mikroinvertere/strømoptimere kan hjælpe med at løse problemet med delvis skygge på solpaneler (via den nu hedengangne mikroinverterproducent Enecsys).