Zacienienie paneli fotowoltaicznych - dioda blokująca czy inne rozwiązania?

Pytanie

Witam. Mam jeden string paneli połaczony szeregowo ułożony, cztery panele U góry trzy pod nimi te górne są 3 godziny zacienione czy mogę pomiędzy tymi czterema założyć diodę blokującą?

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Nie zaleca się stosowania diody blokującej pomiędzy czterema górnymi panelami a trzema dolnymi w jednym stringu. Takie rozwiązanie nie poprawi wydajności systemu, a może wręcz wprowadzić dodatkowe straty.

Szczegółowa analiza problemu

Problem zacienienia

W przypadku szeregowego połączenia paneli fotowoltaicznych, prąd w całym stringu jest ograniczony przez panel o najniższym prądzie generowanym. Zacienienie czterech górnych paneli przez 3 godziny dziennie powoduje, że ich wydajność spada, co wpływa na cały string. Dodatkowo, zacienione panele mogą działać jako obciążenie, co prowadzi do strat mocy i ryzyka przegrzewania (zjawisko hot-spotów).

Rola diody blokującej

Dioda blokująca (np. dioda Schottky'ego) zapobiega przepływowi prądu wstecznego, ale w tym przypadku jej zastosowanie nie rozwiąże problemu zacienienia. Umieszczenie diody blokującej pomiędzy górnymi a dolnymi panelami spowoduje, że zacienione panele zostaną całkowicie odłączone od stringu, co zmniejszy napięcie i wydajność całego systemu. Dodatkowo, dioda wprowadzi spadek napięcia (ok. 0,3–0,7 V), co obniży efektywność.

Alternatywne rozwiązania

1. Diody bocznikujące (bypass diodes):

   • Większość paneli fotowoltaicznych ma wbudowane diody bocznikujące, które pozwalają prądowi omijać zacienione sekcje panelu.
   • Jeśli panele nie mają takich diod, można je dodać zewnętrznie. Diody te minimalizują straty mocy w wyniku zacienienia.

2. Podział stringu:

   • Rozważ podzielenie paneli na dwa osobne stringi (np. 4 górne i 3 dolne panele) i podłączenie ich do inwertera z dwoma wejściami MPPT (Maximum Power Point Tracking). Dzięki temu każdy string będzie pracował niezależnie, co zminimalizuje wpływ zacienienia.

3. Optymalizatory mocy:

   • Optymalizatory mocy (np. SolarEdge) instalowane na każdym panelu pozwalają na niezależną pracę paneli, co eliminuje wpływ zacienienia na cały string.

4. Mikroinwertery:

   • Mikroinwertery konwertują prąd stały na przemienny na poziomie każdego panelu, co również pozwala na niezależną pracę paneli i minimalizuje straty spowodowane zacienieniem.

5. Zmiana układu paneli:

   • Jeśli to możliwe, zmodyfikuj układ paneli, aby zminimalizować zacienienie. Nawet niewielkie przesunięcie paneli może poprawić ich wydajność.

Aktualne informacje i trendy

• Optymalizatory mocy i mikroinwertery stają się coraz bardziej popularne w instalacjach fotowoltaicznych, szczególnie w warunkach częściowego zacienienia. Dzięki nim możliwe jest monitorowanie i optymalizacja pracy każdego panelu.
• Nowoczesne inwertery z wieloma wejściami MPPT pozwalają na bardziej elastyczne projektowanie systemów fotowoltaicznych, co jest szczególnie przydatne w przypadku zacienienia.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Diody bocznikujące są standardowym rozwiązaniem w panelach fotowoltaicznych. Każda dioda obejmuje sekcję ogniw w panelu, co pozwala na omijanie zacienionych sekcji bez wpływu na resztę stringu.
• Dioda blokująca jest używana głównie w instalacjach z wieloma stringami połączonymi równolegle, aby zapobiec przepływowi prądu wstecznego między stringami.

Aspekty etyczne i prawne

• Instalacja systemów fotowoltaicznych powinna być zgodna z lokalnymi przepisami i normami bezpieczeństwa. Warto skonsultować się z certyfikowanym instalatorem, aby zapewnić zgodność z regulacjami.

Praktyczne wskazówki

• Sprawdź, czy panele mają wbudowane diody bocznikujące. Jeśli nie, rozważ ich instalację.
• Skonsultuj się z instalatorem lub projektantem systemów fotowoltaicznych, aby ocenić możliwość podziału stringu lub zastosowania optymalizatorów mocy.
• Jeśli zdecydujesz się na diodę blokującą, upewnij się, że jej parametry są odpowiednio dobrane do prądu i napięcia systemu.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Dioda blokująca nie rozwiąże problemu zacienienia, a jej zastosowanie może wprowadzić dodatkowe straty.
• Optymalizatory mocy i mikroinwertery są droższymi rozwiązaniami, ale zapewniają najlepszą wydajność w warunkach częściowego zacienienia.

Sugestie dalszych badań

• Zbadaj możliwości zastosowania optymalizatorów mocy w Twojej instalacji.
• Przeanalizuj wpływ zacienienia na wydajność systemu za pomocą symulacji komputerowych.
• Zapoznaj się z dokumentacją techniczną swojego inwertera, aby sprawdzić, czy obsługuje wiele wejść MPPT.

Krótkie podsumowanie

• Zastosowanie diody blokującej pomiędzy górnymi a dolnymi panelami nie jest optymalnym rozwiązaniem.
• Lepszym podejściem jest zastosowanie diod bocznikujących, podział stringu na dwa niezależne ciągi lub użycie optymalizatorów mocy/mikroinwerterów.
• Warto skonsultować się z ekspertem, aby dobrać najlepsze rozwiązanie dla Twojej instalacji.