Spis treści
Efekt najsłabszego ogniwa, czyli dlaczego cień boli najbardziej
Aby zrozumieć, dlaczego zacienienie jest wyzwaniem, musimy spojrzeć na tradycyjną instalację jak na łańcuch. W większości systemów panele są połączone szeregowo, tworząc tak zwany string. W takim układzie cała grupa modułów działa tylko tak sprawnie, jak jej najsłabszy element. Jeśli jeden panel z powodu cienia rzucanego przez lukarnę lub słup energetyczny produkuje o połowę mniej energii, pozostałe dziewięć paneli w tym samym ciągu może zostać zmuszonych do dostosowania się do tej niższej wydajności.
Straty mogą być zatem znacznie większe, niż wynikałoby to z samej powierzchni zasłoniętego ogniwa. Niebezpieczeństwo wzrasta, gdy cień pojawia się codziennie w godzinach szczytu produkcji, czyli między 10.00 a 15.00, lub gdy dotyczy paneli skierowanych bezpośrednio na południe. Źródłem problemu bywa nie tylko architektura czy natura, ale też prozaiczne zabrudzenia - liście, ptasie odchody czy zalegający śnieg, które tworzą tzw. zacienienie całkowite.
Zacienienie jednego panelu obniża wydajność całej instalacji, ale skala tego zjawiska zależy od nas. Dzięki technologiom takim jak optymalizatory czy diody bypass, fotowoltaika może sprawnie pracować nawet w nieidealnych warunkach.
Jak rodzić sobie z zacienieniem mikroinstalacji? Są na to sposoby.
- Czytaj też: Inwestujesz w fotowoltaikę? Dlaczego wybór falownika to najważniejsza decyzja. Odczujesz ją za kilka lat
Nie jesteśmy bezbronni - diody bypass
Na szczęście współczesne moduły nie są bezbronne. Producenci standardowo wyposażają je w diody bocznikujące (bypass). Działają one jak inteligentne obejścia na autostradzie - w momencie, gdy dana sekcja panelu zostaje zacieniona, dioda wyłącza ją z obiegu, pozwalając prądowi płynąć przez pozostałe, nasłonecznione części modułu. Dzięki temu częściowo przysłonięty panel może nadal generować np. 2/3 swojej mocy, zamiast całkowicie blokować przepływ energii w całym stringu. Choć diody znacząco ograniczają straty i zapobiegają przegrzewaniu się ogniw, nie eliminują one problemu w stu procentach.
Optymalizatory mocy - to niezależność każdego modułu
Dla dachów o skomplikowanej geometrii, gdzie cienie wędrują po połaci, rozwiązaniem stają się optymalizatory mocy. Są to niewielkie urządzenia montowane przy każdym panelu, które pozwalają każdemu modułowi pracować niezależnie od sąsiadów. Jeśli jeden panel znajdzie się w głębokim cieniu, optymalizator dopilnuje, by nie ściągnął on w dół wydajności całej reszty instalacji.
Dodatkowym atutem jest możliwość precyzyjnego monitorowania pracy każdego panelu z osobna, co pozwala błyskawicznie wykryć usterkę lub nadmierne zabrudzenie. Trzeba jednak pamiętać o kosztach – cena jednego urządzenia to wydatek rzędu kilkuset złotych, dlatego ich montaż warto skonsultować z ekspertem, by ocenić, czy inwestycja faktycznie się zwróci. Jeśli cień pojawia się rzadko, np. tylko przez godzinę o świcie, zakup optymalizatorów może być ekonomicznie nieuzasadniony.
Mikroinwertery - technologia do zadań specjalnych
Jeszcze dalej idącym rozwiązaniem są mikroinwertery. W tym systemie rezygnujemy z jednego centralnego falownika na rzecz miniaturowych inwerterów pod każdym panelem. Prąd zmienny powstaje więc już na dachu, co czyni system całkowicie odpornym na nierównomierne warunki pracy różnych modułów. Jest to najbardziej zaawansowane wyjście dla domów, gdzie zacienienie jest trudne do wyeliminowania, a dach posiada wiele przeszkód. Taka architektura ułatwia również rozbudowę instalacji w przyszłości. Warto jednak wiedzieć, że mikroinwerter również zwiększa koszt instalacji.
- Zobacz też: Ile paneli fotowoltaicznych może sobie założyć przeciętny Kowalski i kiedy to przestaje mu się opłacać?
Proste sposoby na energię z zacienionych ogniw
Zanim zainwestujemy w drogą elektronikę, warto zacząć od najprostszych metod poprawy uzysków, które często okazują się najtańsze. Na przykład ważne jest regularne czyszczenie ogniw z kurzu, liści i osadów, które działają jak stały, niewielki cień. Czasem wystarczy przyciąć gałęzie drzew lub przesunąć antenę, by odzyskać znaczną część produkcji. Warto też pamiętać o tym, że nowoczesne falowniki posiadają zaawansowane algorytmy MPPT, które lepiej radzą sobie z wyszukiwaniem punktu mocy maksymalnej przy częściowym zachmurzeniu. Już przy projektowaniu instalacji fotowoltaicznej ważna jest profesjonalna analiza zacienienia, która pozwala tak rozmieścić panele, by omijały one strefy krytyczne. Czasem zmiana ułożenia zaledwie kilku modułów potrafi zdziałać cuda.
10
