Sistem PV surya terdiri dari sejumlah panel surya yang dihubungkan ke dalam susunan tergantung pada permintaan daya listrik dari masing-masing panel tersebut, yang pada gilirannya, terdiri dari banyak sel PV surya yang merupakan unit penting yang terlibat dalam menangkap energi dari matahari dan mengubahnya menjadi listrik. Sekarang, jika bayangan jatuh bahkan hanya pada satu bagian dari panel surya dalam susunan Anda, output dari sistem lengkap dapat berpotensi terganggu, ini dapat disebut sebagai naungan panel PV.
Gambar menunjukkan perbedaan output dari panel surya yang diarsir dan tidak diarsir
Untuk pemahaman yang lebih baik
Pertimbangkan rangkaian panel sebagai bagian dari pipa, dan energi matahari seperti air yang mengalir melalui pipa itu. Inkonvensional juga laring, naungan adalah sesuatu yang menghalangi aliran itu. Jika, sebagai contoh, bayangan dari pohon atau cerobong asap jatuh merata di semua panel di dalam tali, keluaran seluruh tali berkurang menjadi hampir nol selama bayangan itu berada di sana. Namun, jika ada senar terpisah yang tidak diarsir, senar ini masih dapat menghasilkan daya seperti biasanya.
Representasi grafis dari efek shading pada tata surya
Apa saja faktor penyebab shading?
Bayangan, biasanya disebabkan karena awan, penghalang lingkungan seperti pohon atau bangunan di dekatnya, naungan sendiri antara panel dalam barisan paralel, kotoran, debu, kotoran lain seperti kotoran burung, dll. Efek naungan ini juga statis sebagai akibat dari posisi penghalang atau dalam beberapa kasus dinamis, sebagai contoh, bayangan yang dilemparkan oleh awan bergerak.
Bagaimana pengaruhnya terhadap kinerja sistem tenaga surya?
Panel surya dihubungkan menjadi kombinasi seri-paralel tergantung pada rentang tegangan input inverter. Jika bayangan dari pohon atau cerobong jatuh bahkan pada satu panel tali, keluaran seluruh tali akan mendekati nol untuk periode naungan. Hal ini karena panel disambungkan sedemikian rupa sehingga keluaran berkurang ke tingkat arus yang melewati panel terlemah. Jika ada string terpisah yang tidak diarsir, itu akan tetap menghasilkan daya keluaran seperti biasa. Dampak naungan pada keseluruhan sistem tergantung pada bagaimana panel dihubungkan bersama.
Bagaimana mengatasi masalah bayangan?
Penempatan sistem PV
Sebelum memasang sistem PV surya, Anda harus melakukan analisis lokasi yang cermat dengan mempertimbangkan sepanjang hari sepanjang hari untuk semua musim sepanjang tahun untuk menghindari naungan. Pohon atau bangunan yang tumbuh di dekatnya yang mungkin muncul di masa depan juga perlu dipertimbangkan sebelum menyelesaikan lokasi untuk Sistem PV.
Bypass Dioda
Bypass Diodes untuk menurunkan efek shading
Efek destruktif dari pemanasan hot-spot dapat dielakkan melalui penggunaan dioda bypass. Sebuah dioda bypass terhubung secara paralel, tetapi dengan polaritas yang berlawanan, ke sel surya seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Dalam operasi normal, setiap sel surya akan dibias maju dan oleh karena itu dioda bypass akan dibias mundur dan secara efektif akan menjadi rangkaian terbuka. Namun, jika sel surya dibias mundur karena ketidaksesuaian arus hubung singkat antara beberapa sel yang terhubung seri, maka dioda bypass berjalan, sehingga memungkinkan arus dari sel surya yang baik mengalir di sirkuit eksternal daripada membias maju masing-masing. sel yang baik. Bias balik maksimum di sel yang buruk dikurangi menjadi sekitar satu penurunan dioda, sehingga membatasi arus dan mencegah pemanasan hot-spot. Pengoperasian dioda bypass dan efeknya pada kurva IV ditunjukkan dalam animasi di bawah ini.
Aliran arus untuk dua sel secara seri dan efek dari dioda bypass. Animasi berlangsung secara otomatis dari satu kondisi ke kondisi lainnya.
Pengaruh dioda bypass pada kurva IV dapat ditentukan dengan terlebih dahulu menemukan kurva IV dari sel surya tunggal dengan dioda bypass dan kemudian menggabungkan kurva ini dengan kurva IV sel surya lainnya. Dioda bypass mempengaruhi sel surya hanya dalam bias terbalik. Jika reverse bias lebih besar dari tegangan lutut sel surya, maka dioda menyala dan menghantarkan arus. Kurva IV gabungan ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Kurva IV sel surya dengan dioda bypass.
Mencegah pemanasan titik panas dengan dioda bypass. Untuk kejelasan, contoh menggunakan total 10 sel dengan 9 unshaded dan 1 shaded. Modul tipikal berisi 36 sel dan efek ketidakcocokan saat ini bahkan lebih buruk tanpa dioda bypass, tetapi kurang penting dengan dioda bypass. Animasi bergerak secara otomatis. Anda tidak perlu mengklik untuk melanjutkan.
Namun, dalam praktiknya, satu dioda bypass per sel surya umumnya terlalu mahal dan sebaliknya dioda bypass biasanya ditempatkan di seluruh kelompok sel surya. Tegangan di sel surya yang diarsir atau arus rendah sama dengan tegangan bias maju dari sel seri lain yang berbagi dioda bypass yang sama ditambah tegangan dioda bypass. Hal ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Tegangan melintasi sel surya yang tidak diarsir tergantung pada tingkat naungan pada sel arus rendah. Misalnya, jika sel benar-benar diarsir, maka sel surya yang tidak diarsir akan dibias maju oleh arus hubung singkatnya dan tegangannya akan menjadi sekitar 0,6V. Jika sel yang buruk hanya diarsir sebagian, sebagian arus dari sel yang baik dapat mengalir melalui rangkaian, dan sisanya digunakan untuk bias maju setiap sambungan sel surya, menyebabkan tegangan bias maju yang lebih rendah di setiap sel. Disipasi daya maksimum dalam sel yang diarsir kira-kira sama dengan kemampuan pembangkitan semua sel dalam kelompok. Ukuran grup maksimum per dioda, tanpa menyebabkan kerusakan, adalah sekitar 15 sel/dioda bypass, untuk sel silikon. Untuk modul 36 sel normal, oleh karena itu, 2 dioda bypass digunakan untuk memastikan modul tidak akan rentan terhadap"hot-spot" kerusakan.
Bypass dioda melintasi kelompok sel surya. Tegangan melintasi sel surya yang tidak diarsir tergantung pada tingkat naungan sel yang buruk. Pada gambar di atas, 0,5V ditampilkan secara sewenang-wenang.
Inverter string dengan kemampuan pelacakan MPP
Teknologi Maximum Power Point Tracking (MPP Tracking atau MPPT) sekarang menjadi standar di antara produsen inverter string. Inverter string dengan MPP Tracker mampu memeras energi yang paling dapat digunakan dari rangkaian panel surya (bahkan ketika diarsir) dengan menyesuaikan tegangan input. Singkatnya, MPP Tracker membantu meminimalkan kerugian keluaran yang terkait dengan bayangan parsial dan ketidakcocokan keluaran lainnya. Inverter tanpa teknologi MPPT kehilangan keluaran dari string yang lebih lemah ketika melewati di bawah ambang keluaran yang diinginkan.
Inverter Mikro dan pengoptimal daya
Baik Microinverter dan pengoptimal daya digunakan untuk mengatasi masalah bayangan parsial. Hal ini memungkinkan setiap panel surya untuk bekerja secara individual sehingga produksi energi sistem tidak terpengaruh secara tidak proporsional oleh hanya satu atau dua panel yang diarsir.
Berbagai jenis naungan matahari
Ada berbagai jenis naungan surya, tergantung pada objek yang menciptakan naungan.
Bayangan sementara
Naungan sementara meliputi naungan yang merupakan hasil dari awan, kotoran burung, debu atau daun-daun yang gugur.
Bayangan yang dihasilkan dari bangunan
Bayangan yang dihasilkan dari bangunan sangat penting karena melibatkan bayangan langsung. Contoh jenis naungan ini adalah cerobong asap, konduktor penerangan, antena parabola, antena, tonjolan atap dan fasad, struktur bangunan offset, suprastruktur atap hanya untuk beberapa nama.
Bayangan dari lokasi
Bayangan lokasi berasal dari lingkungan sekitar bangunan. Mungkin ada pohon atau semak-semak, kabel yang melindas bangunan, bangunan tetangga atau bangunan jauh yang sama-sama dapat menyebabkan cakrawala menjadi gelap.
Bayangan diri
Dengan sistem rak-mount, self-shading modul dapat disebabkan oleh deretan modul. Dalam kasus ini, perlu untuk mengoptimalkan kemiringan dan pemisahan antara baris modul.
Bayangan langsung
Bayangan langsung dapat menyebabkan kerugian energi yang tinggi karena kedekatan dengan objek bayangan menghalangi panel surya PV untuk menangkap cahaya.