Trwają prace nad systemami fotowoltaicznymi odpornymi na zacienienie

Cień – to największy wróg każdej mikroinstalacji fotowoltaicznej. Nawet ten najmniejszy, spowodowany padaniem światła na pobliską antenę lub nawet liść, może wpłynąć na efektywność pracy całego systemu fotowoltaicznego. Naukowcy z Uniwersytetu Hanowerskiego chcą opracować moduł, któremu nie będzie straszne jakiekolwiek zacienienie.

Zdjęcie autora: Redakcja GLOBEnergia

Redakcja GLOBEnergia

prosument 1:1,

Projekt ASMokos realizowany w Instytucie Układów Napędowych i Elektroniki Mocy (IAL) na Uniwersytecie Leibniza w Hanowerze we współpracy z Instytutem Badań nad Energią Słoneczną (ISFH) w Hamelinie ma na celu opracowanie modułów PV odpornych nawet na minimalne zacienienie. Niemiecka Fundacja Federalna na rzecz Środowiska finansuje projekt kwotą około 125 tys. euro.

Celem badań jest opracowanie odpornego na zacienienie modułu słonecznego AC (prąd zmienny). Projekt ma umożliwić prostą instalację, niezależną od lokalizacji i orientacji, tak aby systemy fotowoltaiczne można było nie tylko montować na dachach, ale także bez większego wysiłku integrować z budynkami, na przykład na ogrodzeniach lub balkonach. Z pomocą tej technologii powinna wzrosnąć efektywność ekonomiczna instalacji.

Typowe systemy PV w budynkach mieszkalnych składają się z ogniw połączonych ze sobą w szeregowy sposób. Taki specyficzny dla danego systemu układ powoduje z reguły duże nakłady projektowe i planistyczne, ponieważ dla każdego systemu należy opracować odpowiednią kombinację. Jeżeli projekt instalacji nie zostanie wykonany starannie, może to prowadzić do strat w uzysku lub nawet do uszkodzenia elementów instalacji PV. Projekt ASMokos ma na celu osiągnięcie pełnej integracji inwertera i modułu PV, w szczególności, gdy na system o określonej porze dnia pada częściowy cień.

Zacienienie – wróg przydomowej fotowoltaiki

W trakcie projektowania systemu fotowoltaicznego instalator bierze pod uwagę m.in. możliwość padania jakiekolwiek cienia na system fotowoltaiczny w ciągu dnia. Taki może wygenerować nie tylko drzewo stojące koło domu, ale antena, komin, czy inne elementy widoczne na dachu domu. Niestety nie zawsze da się tego uniknąć, w szczególności gdy instaluje się system na dachach starszych budynków. W nowych projektach domów dachy są projektowane pod kątem instalacji paneli fotowoltaicznych, gdzie nie ma ryzyka zacienienia instalacji w ciągu dnia.

Bogdan Szymański, prezes SBF Polska PV, w książce „Instalacje Fotowoltaiczne”, dokładnie wyjaśnia, dlaczego zacienienie ma bardzo negatywny wpływ na pracę instalacji fotowoltaicznej. Pojawienie się zacienienia na ogniwie PV może spowodować proporcjonalny do stopnia zacienienia spadek generowanego przez ogniwo prądu.

Wpływ zacienia będzie zależał m.in. od sposobu połączenia ogniw. Szymański wyjaśnia, że w przypadku połączenia równoległego ogniw, zacienienie skutkowałoby utratą mocy proporcjonalną do stopnia i liczby zacienionych ogniw. Przeważnie moduły fotowoltaiczne są zbudowane z ogniw połączonych szeregowo w celu podniesienia napięcia. Wówczas zacienienie jednego z ogniw PV przekładana się na spadek generowanej energii w całym module.

Aby zapobiec negatywnym skutkom zacienienia, w modułach fotowoltaicznych stosuje się diody bypass, czyli diody obejściowe, które umożliwiają przepływ prądu z obejściem zacienionego ogniwa PV.

Źródło: Uniwersytet Leibniza w Hanowerze, „Instalacje Fotowoltaiczne” B. Szymański

Zobacz również