ระบบโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์จำนวนหนึ่งที่ต่อเข้ากับอาร์เรย์โดยขึ้นอยู่กับความต้องการกำลังไฟฟ้าจากแผงเซลล์แสงอาทิตย์แต่ละแผง ซึ่งประกอบด้วยเซลล์เซลล์แสงอาทิตย์จำนวนมากซึ่งเป็นหน่วยสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการจับพลังงานจากดวงอาทิตย์และแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ตอนนี้ หากเงาตกลงมาที่ส่วนหนึ่งของแผงโซลาร์เซลล์ในอาร์เรย์ของคุณแม้เพียงส่วนเดียว ผลลัพธ์จากระบบที่สมบูรณ์อาจถูกลดทอนศักยภาพลงได้ นี่อาจหมายถึงการแรเงาของแผงเซลล์แสงอาทิตย์

รูปภาพแสดงความแตกต่างของเอาต์พุตจากแผงโซลาร์เซลล์แบบแรเงาและไม่แรเงา

เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น

การพิจารณาแผงเป็นเหมือนท่อ ส่วนพลังงานสุริยะก็เหมือนน้ำที่ไหลผ่านท่อนั้น Inconventionalsolarstrings ร่มเงาเป็นสิ่งที่ขัดขวางการไหล ตัวอย่างเช่น หากร่มเงาจากต้นไม้หรือปล่องไฟตกลงมาแม้ในแผงทั้งหมดภายในสตริง ผลลัพธ์ของทั้งสตริงจะลดลงเหลือเพียงประมาณศูนย์สำหรับเงาที่ยาวอยู่ตรงนั้น อย่างไรก็ตาม หากมีสตริงที่ไม่แรเงาแยกจากกัน สตริงนี้ยังสามารถเอาชนะได้ตามปกติ

การแสดงกราฟิกของผลกระทบของการแรเงาต่อระบบสุริยะ

อะไรคือปัจจัยที่ทำให้เกิดการแรเงา?

การแรเงา โดยทั่วไปเกิดจากเมฆ สิ่งกีดขวางจากสิ่งแวดล้อม เช่น ต้นไม้หรืออาคารที่อยู่ใกล้เคียง การแรเงาตัวเองระหว่างแผงในแถวคู่ขนาน สิ่งสกปรก ฝุ่นผงที่แตกต่างจากรังนกอื่นๆ เป็นต้น เอฟเฟกต์การแรเงาเหล่านี้ยังคงที่เนื่องจากตำแหน่งของสิ่งกีดขวางหรือในบางกรณีแบบไดนามิก เช่น ashadow castby เมฆเคลื่อนที่

ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบพลังงานแสงอาทิตย์อย่างไร?

แผงโซลาร์เซลล์เชื่อมต่อเป็นอนุกรม-คู่ขนานกัน ขึ้นอยู่กับช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตของอินเวอร์เตอร์ ถ้าร่มเงาจากต้นไม้หรือปล่องไฟตกลงมาแม้กระทั่งบนแผงเชือกเส้นเดียว ผลลัพธ์ของสายทั้งหมดจะเกือบเป็นศูนย์สำหรับช่วงเวลาของร่มเงา นี่เป็นเพราะแผงที่ต่อเข้าด้วยกันในลักษณะที่เอาต์พุตจะลดลงถึงระดับของกระแสที่ไหลผ่านแผงที่อ่อนแอที่สุด หากมีสตริงที่ไม่แรเงาแยกจากกัน สตริงนั้นจะยังคงเปิดกำลังเอาต์พุตตามปกติ ผลกระทบของเงาบนทั้งระบบขึ้นอยู่กับอย่างไรก็ตามแผงที่ต่อสายเข้าด้วยกัน

วิธีแก้ปัญหาการแรเงา?

• การวางตำแหน่งระบบ PV

ก่อนการติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์ คุณต้องทำการวิเคราะห์ไซต์อย่างรอบคอบโดยพิจารณาจากช่วงเวลาของวันในทุกฤดูกาลของปีเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ร่มเงา ต้นไม้หรืออาคารที่กำลังเติบโตในบริเวณใกล้เคียงที่อาจจะเกิดขึ้นในอนาคตจะต้องได้รับการพิจารณาก่อนที่จะสรุปตำแหน่งสำหรับระบบ PV

• บายพาสไดโอด

บายพาสไดโอดเพื่อลดผลกระทบของการแรเงา

ผลกระทบที่เป็นอันตรายจากการให้ความร้อนแบบจุดร้อนอาจถูกหลีกเลี่ยงโดยการใช้ไดโอดบายพาส ไดโอดบายพาสเชื่อมต่อแบบขนาน แต่มีขั้วตรงข้ามกับเซลล์แสงอาทิตย์ดังแสดงด้านล่าง ภายใต้การทำงานปกติ เซลล์แสงอาทิตย์แต่ละเซลล์จะเอนเอียงไปข้างหน้า ดังนั้นไดโอดบายพาสจะมีความเอนเอียงแบบย้อนกลับและจะเป็นวงจรเปิดอย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม หากโซลาร์เซลล์มีความเอนเอียงแบบย้อนกลับเนื่องจากกระแสไฟฟ้าลัดวงจรระหว่างเซลล์ที่เชื่อมต่อหลายชุด ไดโอดบายพาสจะดำเนินการ ซึ่งจะทำให้กระแสจากเซลล์แสงอาทิตย์ที่ดีสามารถไหลในวงจรภายนอกแทนที่จะให้น้ำหนักไปข้างหน้า เซลล์ที่ดี อคติย้อนกลับสูงสุดในเซลล์ที่ไม่ดีจะลดลงเหลือประมาณไดโอดตกเพียงตัวเดียว ดังนั้นจึงจำกัดกระแสและป้องกันความร้อนจากจุดร้อน การทำงานของไดโอดบายพาสและผลกระทบต่อเส้นโค้ง IV แสดงในภาพเคลื่อนไหวด้านล่าง

กระแสไฟสำหรับสองเซลล์ในอนุกรมและผลของไดโอดบายพาส ภาพเคลื่อนไหวจะดำเนินไปโดยอัตโนมัติจากเงื่อนไขหนึ่งไปอีกเงื่อนไขหนึ่ง

ผลกระทบของไดโอดบายพาสบนเส้นโค้ง IV สามารถกำหนดได้โดยการค้นหาเส้นโค้ง IV ของเซลล์แสงอาทิตย์เดี่ยวด้วยไดโอดบายพาสก่อน จากนั้นจึงรวมเส้นโค้งนี้กับเส้นโค้ง IV ของเซลล์สุริยะอื่นๆ ไดโอดบายพาสมีผลกับเซลล์แสงอาทิตย์เฉพาะในไบแอสย้อนกลับ หากไบแอสย้อนกลับมากกว่าแรงดันเข่าของเซลล์แสงอาทิตย์ ไดโอดจะเปิดขึ้นและนำกระแสไฟฟ้า เส้นโค้ง IV ที่รวมกันจะแสดงในรูปด้านล่าง

เส้นโค้ง IV ของเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีไดโอดบายพาส

ป้องกันความร้อนจากจุดร้อนด้วยไดโอดบายพาส เพื่อความชัดเจน ตัวอย่างใช้เซลล์ทั้งหมด 10 เซลล์ โดยไม่มีการแรเงา 9 อันและแรเงา 1 อัน โมดูลทั่วไปมี 36 เซลล์ และผลกระทบของความไม่ตรงกันในปัจจุบันยิ่งแย่ลงไปอีกหากไม่มีไดโอดบายพาส แต่จะมีความสำคัญน้อยกว่าเมื่อใช้ไดโอดบายพาส ภาพเคลื่อนไหวจะเคลื่อนที่โดยอัตโนมัติ คุณไม่จำเป็นต้องคลิกเพื่อดำเนินการต่อ

อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ ไดโอดบายพาสหนึ่งตัวต่อเซลล์แสงอาทิตย์โดยทั่วไปมีราคาแพงเกินไป และมักจะวางไดโอดบายพาสข้ามกลุ่มเซลล์แสงอาทิตย์แทน แรงดันไฟฟ้าข้ามเซลล์แสงอาทิตย์ที่แรเงาหรือกระแสไฟต่ำจะเท่ากับแรงดันไบอัสไปข้างหน้าของเซลล์ชุดอื่นๆ ที่ใช้ไดโอดบายพาสร่วมกัน บวกกับแรงดันไฟฟ้าของไดโอดบายพาส นี้แสดงในรูปด้านล่าง แรงดันไฟฟ้าข้ามเซลล์แสงอาทิตย์ที่ไม่มีเงาขึ้นอยู่กับระดับการแรเงาบนเซลล์กระแสไฟต่ำ ตัวอย่างเช่น หากเซลล์ถูกแรเงาอย่างสมบูรณ์ เซลล์แสงอาทิตย์ที่ไม่มีเงาจะถูกไบอัสไปข้างหน้าโดยกระแสไฟลัดวงจรและแรงดันไฟฟ้าจะอยู่ที่ประมาณ 0.6V หากเซลล์ที่ไม่ดีถูกแรเงาเพียงบางส่วน กระแสบางส่วนจากเซลล์ที่ดีสามารถไหลผ่านวงจรได้ และส่วนที่เหลือจะใช้เพื่อส่งต่อไบแอสแต่ละจุดแยกของเซลล์สุริยะ ทำให้เกิดแรงดันอคติไปข้างหน้าที่ต่ำลงในแต่ละเซลล์ การกระจายพลังงานสูงสุดในเซลล์ที่แรเงาจะเท่ากับความสามารถในการสร้างเซลล์ทั้งหมดในกลุ่มโดยประมาณ ขนาดกลุ่มสูงสุดต่อไดโอดโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายคือประมาณ 15 เซลล์/ไดโอดบายพาสสำหรับเซลล์ซิลิกอน สำหรับโมดูล 36 เซลล์ปกติ จะใช้ไดโอดบายพาส 2 ตัวเพื่อให้แน่ใจว่าโมดูลจะไม่เสี่ยงต่อ"ฮอตสปอต" ความเสียหาย

บายพาสไดโอดข้ามกลุ่มเซลล์แสงอาทิตย์ แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมเซลล์สุริยะที่ไม่มีการแรเงาขึ้นอยู่กับระดับการแรเงาของเซลล์ที่ไม่ดี ในรูปด้านบน 0.5V จะแสดงโดยพลการ

• อินเวอร์เตอร์สตริงพร้อมความสามารถในการติดตาม MPP

เทคโนโลยีการติดตามจุดไฟสูงสุด (การติดตาม MPP หรือ MPPT) เป็นมาตรฐานในหมู่ผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์แบบสตริง เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าแบบสตริงพร้อมตัวติดตาม MPP สามารถบีบพลังงานที่ใช้งานได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จากแผงโซลาร์เซลล์ (แม้ในที่ร่ม) โดยการปรับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า โดยสรุป MPP Tracker ช่วยลดการสูญเสียเอาต์พุตที่เกี่ยวข้องกับการแรเงาบางส่วนและเอาต์พุตที่ไม่ตรงกันอื่นๆ อินเวอร์เตอร์ที่ไม่มีเทคโนโลยี MPPT จะสูญเสียเอาต์พุตจากสตริงที่อ่อนแอกว่าเมื่อผ่านต่ำกว่าเกณฑ์เอาต์พุตที่ต้องการ

• ไมโครอินเวอร์เตอร์และเครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพพลังงาน

ไมโครอินเวอร์เตอร์และตัวเพิ่มประสิทธิภาพกำลังใช้เพื่อเอาชนะปัญหาการแรเงาบางส่วน ช่วยให้แผงโซลาร์ทุกแผงทำงานแยกกัน เพื่อให้การผลิตพลังงานของระบบไม่ได้รับผลกระทบอย่างไม่เป็นสัดส่วนจากแผงบังแดดเพียงหนึ่งหรือสองแผง

บังแดดแบบต่างๆ

บังแดดมีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับวัตถุที่สร้างเงา

แรเงาชั่วคราว

การแรเงาชั่วคราวรวมถึงการแรเงาที่เกิดจากเมฆ มูลนก ฝุ่น หรือใบไม้ที่ร่วงหล่น

เงาที่เกิดจากตัวอาคาร

การแรเงาที่เกิดจากตัวอาคารมีความสำคัญเนื่องจากเกี่ยวข้องกับเงาโดยตรง ตัวอย่างของแรเงาประเภทนี้ ได้แก่ ปล่องไฟ ตัวนำแสง จานดาวเทียม เสาอากาศ ส่วนที่ยื่นออกมาของหลังคาและส่วนหน้า โครงสร้างอาคารออฟเซ็ต โครงสร้างส่วนบนของหลังคา เป็นต้น

แรเงาจากสถานที่

การแรเงาจากที่ตั้งมาจากบริเวณโดยรอบอาคาร อาจมีต้นไม้หรือพุ่มไม้ สายเคเบิลที่วิ่งผ่านอาคาร อาคารข้างเคียง หรืออาคารที่อยู่ห่างไกลซึ่งอาจทำให้ขอบฟ้ามืดลงได้เท่าๆ กัน

แรเงาตัวเอง

ด้วยระบบติดตั้งบนชั้นวาง โมดูลบังตัวเองอาจเกิดจากแถวของโมดูล ในกรณีเหล่านี้ จำเป็นต้องปรับความเอียงและการแยกระหว่างแถวโมดูลให้เหมาะสม

แรเงาโดยตรง

การแรเงาโดยตรงอาจทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานสูงเนื่องจากวัตถุที่หล่อเงาจะขัดขวางไม่ให้แผงโซลาร์เซลล์ PV จับแสง