| Daha fazla güneş, daha fazla güneş enerjisi demektir. Çatı katına bir PV sistemi kurmayı planlayan ev sahipleri, hangi koşulların sistemin düzgün çalışmasını ve optimum verim üretmesini sağlayacağını öğrenmelidir. Güneş modülleri üzerindeki gölgeleme hala en büyük bozucu faktörlerden biri olarak kabul ediliyor, ancak bu blog yazısında, kısmi gölgelemenin bir PV sisteminin verimi üzerinde neden yalnızca ihmal edilebilir bir etkiye sahip olduğunu öğreneceksiniz. |
KISMİ GÖLGELEMENİN GÜNEŞ MODÜLLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ
Parlak güneş ışığı, gökyüzünde bir bulut olmaması ve çatıda bir FV sistemi – FV sistem sahiplerinin yüksek verimli güneş enerjisi üretimi elde etmeleri için mükemmel koşullar. Ancak ağaçlar, direkler, TV antenleri ve bitişik binalar genellikle güneş modüllerine gölge düşürdüğü için çok az sayıda çatı tamamen gölgesizdir. Sonuç – sözde – daha düşük çıktı ve verimdir. Ancak daha yakından bakıldığında, düzensiz gölgelemeden kaynaklanan kayıpların aslında yıl boyunca toplam verim üzerinde ihmal edilebilir bir etkiye sahip olduğu hemen ortaya çıkar. Buradaki kritik faktörler, doğru invertör ile birlikte modüllerin doğru yerleşimini sağlamaktır.
KALICI BİR EFSANEYİ BOZMAK
Güneş modülleri üzerindeki gölgelemenin – örneğin düşen yapraklardan – tüm PV sisteminin hiç güç üretmemesine veya çok az güç üretmesine neden olacağına hala yaygın olarak inanılmaktadır. Buradaki fikir, nerede sıkılırsa sıkılsın hiç su üretmeyecek veya çok az su üretecek bir bahçe hortumununkine benzer. Bu iddianın modası çoktan geçti, çünkü bunun çözümü artık baypas diyotları biçiminde her modüle yerleştirilmiştir.
BAYPAS DİYOTLARI İLE İYİ VERİME GİDEN ALTERNATİF YOL
Artık her PV modülü, bir modülün parçaları gölgelendiğinde köprü görevi gören baypas diyotlarıyla donatılmıştır. Bu durumlarda baypas diyotları etkinleştirilir ve diziye uygulanan eviricinin DC gerilimini değiştirerek iletken hale getirilir – böylece PV modülünün etkilenen hücre dizisi atlanır. Bu, aşırı ısınmayı ve olası sıcak noktaları önlerken kısmi gölgelemeye rağmen karlı bir verim sağlar.
SOLAR MODÜL PAZARINDAKİ GELİŞMELER
Güneş modüllerinde devam eden gelişmeler, ev tipi çatı üstü PV sistemlerini daha da verimli hale getirmeye de yardımcı oluyor. Bireysel güneş pillerini ikiye bölen yarım hücre teknolojisi, geleneksel güneş modüllerinin yalnızca güç kaybını azaltmakla kalmayıp aynı zamanda ışık kullanımını iyileştirmenin yanı sıra yüksek sıcaklıklarda bile kararlı çalışmayı garanti edebileceği anlamına gelir.
Bypass diyotlarının modülleri ortadan böldüğü yarım hücreli modüllerle gölgeleme davranışı da iyileştirilir. Örneğin, yarım hücre modülünün alt veya üst yarısı yapraklarla gölgeleniyorsa, modülün diğer yarısı tam güç çıkışı sağlamaya devam edebilir. Karşılaştırıldığında, eşit derecede gölgeli bir tam hücreli modül, tüm modülün çıkışını kaybeder.
VERİMLİ MPP İZLEME ALGORİTMASI İLE DAHA FAZLA ÇIKTI
Gölgeleme veya uyumsuzluk kaybını mümkün olduğunca en aza indirmek için, dizi veya çok dizi invertörler bir veya muhtemelen birden çok maksimum güç noktası izleyicisi (MPP izleyici) ile donatılmıştır. İdeal olarak, her dizi, bağlı dizilerin optimum çalışma noktasını sürekli olarak belirleyen ve böylece PV sisteminin çıkışını her zaman maksimumda tutan bir MPP izleyici ile donatılmıştır.
DYNAMİC PEAK MANAGER – VERİMLİ GÖLGELEME YÖNETİMİ STANDART OLARAK DAHİLDİR
Akıllı bir gölgeleme yönetim sistemi – ideal olarak invertere entegre edilmiştir – kısmi gölgelemeye rağmen maksimum verim sağlar, bu da kısmi gölgeli çatı alanlarının da yerleşim planına dahil edilebileceği anlamına gelir. Fronius’tan Dynamic Peak Manager, gölgelemeyi algılayan ve dizi seviyesinde verimi optimize eden akıllı bir MPP izleme algoritmasıdır. Bunu yapmak için, tüm voltaj güç eğrisini düzenli, kabaca 10 dakikalık aralıklarla tarar ve analiz eder, her zaman PV sisteminin en verimli çalışma noktasını (global maksimum güç noktası) bulur.
| gölgeleme kaybı türü | % olarak kayıp | kWh cinsinden kayıp | |
| Modüle özgü kısmi gölgeleme | -%0,29 | 75,9 kWh
(26 171,16 kWh) |
Eviricilerden, optimize edicilerden vb. etkilenemez. |
|
Uyumsuzluk (ara bağlantı/gölgeleme) |
-%0,06 | 15,7 kWh
(26 171,16 kWh) |
Dynamic Peak Manager ile büyük ölçüde azaltıldı |
BİR BACADAN GÖLGELEME ÖRNEĞİ
Bağımsız simülasyon yazılımı kullanılarak yapılan bir gölgeleme simülasyonu, yıllık gölgeleme kaybının küçük olduğunu göstermektedir. Temel olarak, iki farklı kayıp kategorisi dikkate alınmalıdır.
Modüle özgü kısmi gölgeleme kaybı: Çeşitli gölgeleme nesneleri nedeniyle – bu durumda bir baca – güneş ışığı engellenir ve güneş modüllerine daha az ışık düşer. Bu azaltılmış ışık insidansı, herhangi bir invertör, güç optimize edici veya mikro invertör tarafından optimize edilemez; bu durumda tek çözüm, gölge oluşturan nesneyi kaldırmaktır.
Buna karşılık, dizilerdeki ara bağlantı kaybı olan uyumsuzluk kaybı , akıllı bir MPP izleme algoritmasıyla önemli ölçüde iyileştirilebilir: Tabloda gösterildiği gibi, Dynamic Peak Manager sayesinde uyumsuzluk kaybı, modüldeki gölgeleme kaybından yaklaşık üçte iki daha düşüktür seviye.
| gölgeleme kaybı türü | % olarak kayıp | kWh cinsinden kayıp | |
| Modüle özgü kısmi gölgeleme | -%0,18 | 26,07 kWh
(14.485 kWh’den itibaren) |
Eviricilerden, optimize edicilerden vb. etkilenemez. |
| Uyumsuzluk (ara bağlantı/gölgeleme) | -%0,06 | 8,7 kWh
(14.485 kWh’den itibaren) |
Dynamic Peak Manager ile büyük ölçüde azaltıldı |
Yatay olarak düzenlenmiş PV modülleri ile simülasyondan yıllık bazda gölgeleme sonuçları
Simülasyon sonuçları, modüle özgü kısmi gölgelemenin, uyumsuzluk kayıplarından (yaklaşık %6) çok daha yüksek bir yüzde kaybıyla (yaklaşık %18) sonuçlandığını açıkça göstermektedir. FV sisteminizin kalbi olarak işlev gören inverter, tüm Fronius inverterlerinde olduğu gibi verimli MPP takibine ve akıllı gölgeleme yönetimine sahipse, zorlu çevre koşullarında bile optimum verim elde ettiğinizden ve donanım ve yazılımınızın çalıştığından emin olabilirsiniz. mükemmel uyum içinde – ek bileşenler veya maliyetler olmadan.
GÜÇ OPTİMİZE EDİCİ BİR ÇÖZÜM MÜ?
DC optimize ediciler, gölgeleme durumunda sistemin çıktısını da iyileştirebilse de, nadiren uygun maliyetli olduklarını ispatlarlar: bir optimize edici, her bir modülü kendi MPP’si ile optimize etmeye çalışır. Gerilimi modül düzeyinde kontrol ederek, bir güç optimize edici kesinlikle, özellikle ışık gölgelemede, ancak baypas diyotları etkinleştirilmediği sürece avantajlar sunar.
Ek bileşenler olarak, DC/DC dönüştürücülerin kendileri enerjiye ihtiyaç duyar ve hatta bekleme modunda güç tüketir, bu da öncelikle FV sistemi tarafından birlikte üretilmesi gerekir. Sonuç olarak, elde edilen ek verim genellikle daha düşüktür ve bu nedenle genellikle daha yüksek yatırım maliyetlerini haklı çıkarmaz. Dahası, her bir modüle yerleştirilmesi gereken birçok ek bileşen, sistemin genel güvenilirliğini azaltır ve böylece PV sisteminin arızalanma olasılığını da artırır.
TOPLAMDA:PV modüllerinde gölgelemeden her zaman kaçınılamaz, ancak hem güneş modüllerini hem de dizi invertörleri içeren pazardaki umut verici gelişmeler sayesinde gölgeleme kayıpları artık etkili bir şekilde önlenebilir. Burada önemli olan, gölgelemenin veya çıkış kaybının türü: Artık, özellikle güneş modüllerinin eşit olmayan şekilde gölgelenmesinden kaynaklanabilecek uyumsuzluk kayıpları için bir çare var. Fronius’un Dynamic Peak Manager gibi entegre gölgeleme yönetimi, bu kayıpları çok düşük tutmayı mümkün kılar. Gölgeleme kayıplarının en büyük oranı, sürekli olarak, gölge oluşturan nesnelerin (ağaç, ev, direkler, vb.) Bu, modül düzeyinde DC optimize ediciler, mikro invertörler veya diğer güç elektroniği tarafından azaltılamaz – yalnızca nesneyi kaldırmak bunu çözecektir. Güç çıkışını optimize etmek için DC optimize ediciler gibi ek bileşenlere yatırım yapmak nadiren uygun maliyetlidir. Özellikle sert gölgeleme veya yalnızca birkaç modülün gölgelendiği PV sistemleri durumunda, güç optimize edicilerin kullanımı, ek enerji gereksinimleri nedeniyle faydalı görünmemektedir ve bunlar ayrıca tüm PV sistemini arızalara karşı daha duyarlı hale getirmektedir. |