Hệ thống PV năng lượng mặt trời bao gồm một số tấm pin mặt trời được nối thành các mảng tùy thuộc vào nhu cầu năng lượng điện từ mỗi tấm pin đó, do đó, bao gồm nhiều pin mặt trời PV là các đơn vị thiết yếu liên quan đến việc thu năng lượng từ mặt trời và chuyển đổi chúng thành điện. Bây giờ, nếu một bóng đổ thậm chí chỉ trên một phần của bảng điều khiển năng lượng mặt trời trong mảng của bạn, đầu ra từ hệ thống hoàn chỉnh có thể bị xâm phạm, điều này có thể được gọi là bóng của tấm PV.

Hình ảnh cho thấy sự khác biệt về đầu ra từ bảng điều khiển năng lượng mặt trời bóng mờ và không bị che khuy

Để hiểu rõ hơn

Hãy xem xét một chuỗi các tấm như một mảnh của đường ống, và năng lượng mặt trời giống như nước chảy qua đường ống đó. Trong các chuỗi năng lượng mặt trời thông thường, một bóng râm là thứ ngăn chặn dòng chảy đó. Ví dụ, nếu bóng râm từ cây hoặc ống khói rơi vào ngay cả một trong tất cả các bảng trong chuỗi, đầu ra của toàn bộ chuỗi giảm xuống chỉ còn khoảng 0 miễn là bóng đổ ở đó. Tuy nhiên, nếu có một chuỗi riêng biệt, không bị che khuy, chuỗi này vẫn có thể tắt nguồn như bình thường.

Biểu diễn đồ họa về ảnh hưởng của bóng trên hệ mặt trời

Các yếu tố gây ra bóng râm là gì?

Bóng râm, thường gây ra do mây, tắc nghẽn môi trường như cây cối hoặc các tòa nhà gần đó, tự che bóng giữa các tấm trong các hàng song song, bụi bẩn, bụi và các loại rác khác như phân chim, v.v. Những hiệu ứng đổ bóng này cũng là tĩnh do vị trí của vật cản hoặc trong một số trường hợp là động, ví dụ, một bóng đổ bằng cách di chuyển mây.

Nó ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất của hệ thống điện mặt trời?

Tấm pin mặt trời được kết nối thành kết hợp song song hàng loạt tùy thuộc vào phạm vi điện áp đầu vào biến tần. Nếu bóng râm từ cây hoặc ống khói rơi ngay cả trên một bảng của chuỗi, đầu ra của toàn bộ chuỗi sẽ gần như bằng không trong khoảng thời gian của bóng râm. Điều này là do các tấm được nối với nhau theo cách mà đầu ra được giảm xuống mức dòng điện đi qua bảng điều khiển yếu nhất. Nếu có một chuỗi riêng biệt, không bị che khu mờ, nó vẫn sẽ biến công suất đầu ra như bình thường. Tác động của bóng râm lên toàn bộ hệ thống phụ thuộc vào việc các tấm được nối với nhau.

Làm thế nào để giải quyết vấn đề bóng?

• Định vị hệ thống PV

Trước khi lắp đặt một hệ thống PV năng lượng mặt trời, bạn phải thực hiện một phân tích cẩn thận của trang web xem xét tất cả các thời gian trong ngày cho tất cả các mùa trong năm để tránh bóng râm. Một cây hoặc tòa nhà đang phát triển gần đó có thể xuất hiện trong tương lai cũng cần được xem xét trước khi hoàn thiện vị trí cho Hệ thống PV.

• Bỏ qua Diode

Bỏ qua Điốt để giảm hiệu ứng của bóng đổ

Các tác động phá hoại của sưởi ấm điểm nóng có thể bị phá vỡ thông qua việc sử dụng điốt bỏ qua. Một điốt bỏ qua được kết nối song song, nhưng với cực đối diện, với một tế bào mặt trời như hình dưới đây. Trong hoạt động bình thường, mỗi pin mặt trời sẽ được chuyển tiếp thiên vị và do đó điốt bỏ qua sẽ được đảo ngược thiên vị và sẽ có hiệu quả là một mạch mở. Tuy nhiên, nếu một tế bào năng lượng mặt trời bị lệch ngược do sự không phù hợp trong dòng ngắn mạch giữa một số tế bào được kết nối hàng loạt, thì điốt bỏ qua tiến hành, do đó cho phép dòng điện từ các tế bào năng lượng mặt trời tốt chảy trong mạch bên ngoài thay vì chuyển tiếp thiên vị từng tế bào tốt. Độ lệch ngược tối đa trên tế bào kém được giảm xuống còn khoảng một giọt diode duy nhất, do đó hạn chế dòng điện và ngăn ngừa sưởi ấm điểm nóng. Hoạt động của điốt bỏ qua và hiệu ứng trên đường cong IV được hiển thị trong hình động bên dưới.

Dòng điện cho hai ô trong chuỗi và hiệu ứng của điốt bỏ qua. Hoạt hình tự động chuyển từ điều kiện này sang điều kiện khác.

Hiệu ứng của một điốt bỏ qua trên đường cong IV có thể được xác định bằng cách đầu tiên tìm thấy đường cong IV của một tế bào năng lượng mặt trời duy nhất với một điốt bỏ qua và sau đó kết hợp đường cong này với các đường cong IV pin mặt trời khác. Điốt bỏ qua chỉ ảnh hưởng đến pin mặt trời theo hướng ngược lại. Nếu độ lệch ngược lớn hơn điện áp đầu gối của pin mặt trời, thì điốt sẽ bật và dẫn dòng điện. Đường cong IV kết hợp được hiển thị trong hình dưới đây.

Iv đường cong của pin mặt trời với diode bỏ qua.

Ngăn ngừa sưởi ấm điểm nóng bằng điốt bỏ qua. Để rõ ràng, ví dụ sử dụng tổng cộng 10 ô với 9 ô không bị che khuy và 1 bóng mờ. Một mô-đun điển hình chứa 36 ô và ảnh hưởng của sự không phù hợp hiện tại thậm chí còn tồi tệ hơn nếu không có điốt bỏ qua, nhưng ít quan trọng hơn với điốt bỏ qua. Hoạt hình tự động di chuyển. Bạn không cần phải bấm để tiếp tục.

Tuy nhiên, trong thực tế, một điốt bỏ qua cho mỗi pin mặt trời thường quá đắt và thay vào đó điốt bỏ qua thường được đặt trên các nhóm pin mặt trời. Điện áp trên pin mặt trời mờ hoặc dòng điện thấp bằng điện áp thiên vị về phía trước của các tế bào loạt khác có chung điốt bỏ qua cộng với điện áp của điốt bỏ qua. Điều này được thể hiện trong hình dưới đây. Điện áp trên các tế bào năng lượng mặt trời không bị che khuấy phụ thuộc vào mức độ che bóng trên tế bào dòng điện thấp. Ví dụ, nếu tế bào được che bóng hoàn toàn, thì các tế bào năng lượng mặt trời không được che khuấy sẽ được chuyển tiếp thiên vị bởi dòng ngắn mạch của chúng và điện áp sẽ khoảng 0,6V. Nếu tế bào kém chỉ được che bóng một phần, một số dòng điện từ các tế bào tốt có thể chảy qua mạch và phần còn lại được sử dụng để chuyển tiếp độ lệch mỗi ngã ba pin mặt trời, gây ra điện áp thiên vị về phía trước thấp hơn trên mỗi tế bào. Sự tiêu tan công suất tối đa trong ô được tô bóng xấp xỉ bằng khả năng tạo ra của tất cả các ô trong nhóm. Kích thước nhóm tối đa trên mỗi điốt, mà không gây ra thiệt hại, là khoảng 15 tế bào / điốt bỏ qua, cho các tế bào silicon. Do đó, đối với mô-đun tế bào 36 bình thường, 2 điốt bỏ qua được sử dụng để đảm bảo mô-đun sẽ không dễ bị hư hại "điểm nóng".

Bỏ qua điốt trên các nhóm pin mặt trời. Điện áp trên các tế bào năng lượng mặt trời không bị che khuấy phụ thuộc vào mức độ che bóng của tế bào kém. Trong hình trên, 0,5V được hiển thị tùy ý.

• Biến tần chuỗi với khả năng theo dõi MPP

Công nghệ Theo dõi điểm công suất tối đa (Theo dõi MPP hoặc MPPT) hiện là một tiêu chuẩn trong số các nhà sản xuất biến tần chuỗi. Biến tần chuỗi với MPP Tracker có thể ép năng lượng có thể sử dụng nhất có thể ra khỏi một chuỗi các tấm pin mặt trời (ngay cả khi được che bóng) bằng cách điều chỉnh điện áp đầu vào. Tóm lại, Trình theo dõi MPP giúp giảm thiểu tổn thất đầu ra liên quan đến bóng đổ một phần và các lỗi đầu ra khác. Biến tần không có công nghệ MPPT mất đầu ra từ chuỗi yếu hơn khi nó vượt qua dưới ngưỡng đầu ra mong muốn.

• Micro Inverter và bộ tối ưu hóa năng lượng

Cả Microinverters và power optimizer đều được sử dụng để khắc phục vấn đề che bóng một phần. Nó cho phép mọi bảng điều khiển năng lượng mặt trời hoạt động riêng lẻ để việc sản xuất năng lượng hệ thống không bị ảnh hưởng không tương xứng bởi chỉ một hoặc hai tấm bóng râm.

Các loại bóng năng lượng mặt trời khác nhau

Có nhiều loại bóng năng lượng mặt trời khác nhau, tùy thuộc vào các vật thể tạo ra bóng râm.

Che bóng tạm thời

Bóng tạm thời bao gồm bóng râm là kết quả của mây, phân chim, bụi hoặc lá rụng.

Bóng râm do tòa nhà

Bóng râm do tòa nhà tạo ra là rất quan trọng vì nó liên quan đến bóng trực tiếp. Ví dụ về loại bóng râm này là ống khói, dây dẫn chiếu sáng, đĩa vệ tinh, râu, phần nhô ra mái và mặt tiền, cấu trúc tòa nhà bù đắp, cấu trúc thượng tầng mái chỉ để đặt tên cho một vài.

Đổ bóng từ vị trí

Bóng râm từ vị trí này đến từ khu vực xung quanh tòa nhà. Có thể có cây cối hoặc bụi rậm, dây cáp chạy qua các tòa nhà, tòa nhà lân cận hoặc các tòa nhà xa xôi có thể gây tối đường chân trời.

Tự che bóng

Với các hệ thống lắp giá đỡ, việc tự che bóng các mô-đun có thể do hàng của các mô-đun gây ra. Trong những trường hợp này, cần tối ưu hóa độ nghiêng và sự tách biệt giữa các hàng mô-đun.

Đổ bóng trực tiếp

Che bóng trực tiếp có thể gây tổn thất năng lượng cao vì sự gần gũi với vật thể đúc bóng để cản trở bảng điều khiển năng lượng mặt trời PV bắt ánh sáng.