Jeśli prowadzisz firmę, zarządzasz dużą nieruchomością komercyjną lub zasilasz wielomieszkaniowy kompleks mieszkaniowy w zakresie systemów fotowoltaicznych o mocy od 20 kW do 100 kW, wiesz, ile czasu i pieniędzy potrzeba na odpowiednią konfigurację. Prawdopodobnie wiesz również, że nawet mała czkawka może zakłócić produkcję energii, a jednym z największych winowajców jest zacienienie. Nie jest to też tylko drobna irytacja; w przypadku systemów tej wielkości cieniowanie może uderzyć w zyski znacznie mocniej niż w przypadku małej instalacji mieszkaniowej o mocy 1 kW, nad którą pracowałem dla sąsiada kilka lat temu. Przyjrzyjmy się dokładnie, jaki wpływ ma cieniowanie na te średniej wielkości systemy słoneczne, dlaczego jest to tak wielka sprawa i co można z tym zrobić, ponieważ dostarczamy niezawodne konfiguracje, których potrzebujesz, takie jak naszeKompletny układ słoneczny w siatcezbudowany tak, aby radził sobie z typowymi warunkami w świecie rzeczywistym.
Najpierw przejdźmy na tę samą stronę, aby dowiedzieć się, jak działają te systemy o mocy 20–100 kW. W przeciwieństwie do małych instalacji domowych, które można podłączyć do kilku paneli, są to zwykle systemy on-grid, które łączą się bezpośrednio z lokalną siecią elektroenergetyczną, dzięki czemu sprzedajesz nadmiar energii z powrotem i czerpiesz z sieci, gdy nie świeci słońce. Większość używa falowników stringowych, prawda? Lub czasami mikroinwertery dla mniejszych sekcji, ale w przypadku mocy od 20 kW do 100 kW falowniki łańcuchowe są bardzo popularne, ponieważ są opłacalne i łatwe w skalowaniu. Właśnie ta skala jest powodem, dla którego cieniowanie ma tutaj tak duże znaczenie. System o mocy 20 kW może składać się z 60 paneli (każdy ~330 W) podzielonych na 2 lub 3 ciągi, podczas gdy system o mocy 100 kW może mieć 300 paneli podzielonych na 5 lub 6 ciągów. Każdy ciąg paneli jest połączony szeregowo, więc każdy panel w tym ciągu musi współpracować, aby przekazać moc do falownika. Jeśli choćby jeden panel w ciągu jest zacieniony, działa to jak załamanie węża – spowalnia cały ciąg, a nie tylko ten jeden panel. Nazywa się to „efektem serii” i stanowi przełom w produkcji.
Podstawmy to liczbom, bo liczby nie kłamią. Kiedyś pomagałem lokalnej kawiarni, która trzy lata temu zainstalowała system sieciowy o mocy 30 kW, a po zachodniej stronie ich budynku rósł duży dąb. Każdego popołudnia przez około godzinę drzewo to zacieniało 3 panele pośrodku jednego z trzech sznurów. Na początku nie przejmowali się tym zbytnio, dopóki nie przyszedł pierwszy rachunek za energię, a produkowali jedynie 75% tego, co system miał generować. To 25% straty w wyniku jednego małego, codziennego cienia! W przypadku systemu o mocy 30 kW oznacza to produkcję ~22,5 kW w dobry dzień, ale przy tym cieniowaniu spadała do ~17 kW. Pomnóż to przez rok: to tysiące dolarów utraconych przychodów z powodu niesprzedania nadwyżki energii z powrotem do sieci i wyższych rachunków za energię, gdy trzeba będzie więcej pobierać z zakładu energetycznego. W przypadku systemu o mocy 100 kW ta sama strata zacienienia może wynosić 25 000 kW rocznie, co wystarczy do zasilania 2 przeciętnych domów przez cały rok. Cieniowanie to nie tylko kwestia „wczesnego ranka, późnego popołudnia”; może pochodzić z kominów, urządzeń HVAC, a nawet sąsiadujących budynków, jeśli znajdujesz się w ciasnym miejscu miejskim lub podmiejskim.
Teraz nie wszystkie cieniowania są sobie równe. Istnieje „cieniowanie statyczne” od rzeczy, które zawsze tam są (drzewa, budynki, konstrukcje dachowe) i „cieniowanie dynamiczne” od obiektów, które się poruszają (chmury, ptaki, spadające liście, a nawet śnieg przyklejony do jednego z rogów panelu). Większość ludzi uważa, że dynamiczne cieniowanie jest nieistotne, ale w przypadku systemów o mocy 20–100 kW te chmury, które pokrywają 10% paneli przez 10 minut na raz? Dodają się. Badania przeprowadzone w Krajowym Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) wykazały, że zacienienie dynamiczne może powodować 5–15% rocznych strat w produkcji w przypadku systemów komercyjnych średniej wielkości, podczas gdy zacienienie statyczne może zwiększyć tę stratę do 20–30%, jeśli nie jest planowane. Problem polega na tym, że falowniki szeregowe śledzą tylko punkt maksymalnej mocy (MPP) dla całego ciągu, a nie poszczególnych paneli. Jeśli więc jeden panel jest zacieniony, MPP całego ciągu spada, aby dopasować się do zacienionego panelu, nawet jeśli pozostałych 19 paneli w ciągu pracuje z pełną mocą. Dlatego zaprojektowaliśmy naszeW sieciowym systemie energii słonecznejaby zminimalizować ten problem — łączymy je z wysokiej jakości falownikami wyposażonymi w wiele trackerów MPPT, dzięki czemu każdy ciąg można optymalizować osobno.
Poczekaj, porozmawiajmy o gorących punktach, ponieważ to właśnie te ukryte uszkodzenia spowodowane cieniowaniem umykają większości ludzi. Kiedy zacieniony panel utknie, pobierając mniej mocy niż powinien, działa jak rezystor w obwodzie. Oznacza to, że zamiast prądu wytwarza ciepło, które z czasem może gromadzić się na panelu. W przypadku małych paneli nie jest to wielka sprawa, ale w przypadku setek paneli w systemie o mocy 100 kW ten gorący punkt może wypaczyć ogniwa panelu, skrócić jego żywotność o 10–15 lat, a nawet stworzyć niewielkie ryzyko pożaru, jeśli jest wystarczająco duże. W zeszłym roku mieliśmy klienta z systemem o mocy 50 kW, który miał kilka nieplanowanych zacienień w nowym budynku obok. W ciągu 18 miesięcy 3 z ich paneli miały zauważalne uszkodzenia w gorących punktach, które wykryto dopiero podczas rutynowej kontroli konserwacyjnej. Można było tego uniknąć, gdybyśmy na etapie projektowania przyjrzeli się układowi dachu lub zmodernizowali swój falownik, aby lepiej radził sobie z częściowym zacienieniem.
A teraz przejdźmy do praktyki – co właściwie możesz zrobić, jeśli masz już system o mocy 20–100 kW lub planujesz go kupić? Najpierw wykonaj pełny audyt cieniowania. Korzystamy z badań dronami i oprogramowania do analizy nasłonecznienia, aby odwzorować każdy cień padający na dach lub panele montowane na ziemi o każdej porze dnia, każdego dnia w roku. Na przykład, jeśli szukasz mniejszego, średniego systemu dla domu lub małej firmy, naszMoc domowa Układu Słonecznego 10 kW(i nasze większe konfiguracje o mocy 20–100 kW) zostały zaprojektowane z myślą o tolerancji cienia. Jeśli masz już system, który działa słabo, dostępne są ulepszenia: dodaj mikroinwertery do zacienionych ciągów, aby każdy panel miał własny moduł śledzący MPP, lub podnieś panele, aby podzielić zacienione i niezacienione na osobne ciągi. Kolejną sztuczką jest przycięcie zwisających drzew (nie zalecamy ich wycinania – większość miast ma w tej kwestii zasady!) lub dostosowanie nachylenia panelu, jeśli nie jest on jeszcze zoptymalizowany pod kątem Twojej szerokości geograficznej.
A skoro nosimy renomowane marki, to wykrzyczmy naszeGrowatt w sieciowym układzie słonecznymFalowniki lineup-Growatt są specjalnie zbudowane w oparciu o zaawansowaną technologię MPPT, która radzi sobie z częściowym zacienieniem znacznie lepiej niż modele podstawowe. W zeszłym roku przetestowaliśmy falownik Growatt o mocy 30 kW w porównaniu ze standardowym falownikiem szeregowym na zacienionym łańcuchu i konfiguracja Growatt wytworzyła średnio o 18% więcej mocy w ciągu miesiąca testów. To jest ten rodzaj rzeczywistej różnicy, która szybko się sumuje w przypadku systemów o mocy 20–100 kW — koniec z wyrzucaniem pieniędzy w błoto, ponieważ gałąź drzewa nie jest na swoim miejscu.
Czekaj, nie zapominajmy o systemach 3-fazowych, które są bardzo powszechne w komercyjnych konfiguracjach o mocy 20–100 kW. Wiele osób nie zdaje sobie sprawy, że cieniowanie może również zaburzyć równowagę między fazami. Jeśli jedna faza systemu 3-fazowego jest zacieniona bardziej niż pozostałe dwie, może to powodować brak równowagi napięć, co powoduje, że cały falownik pracuje ciężej, co prowadzi do wyższych kosztów konserwacji i krótszej żywotności falownika. Dlatego nasz10KW 3-fazowy w sieciowym układzie słonecznym(oraz nasze większe opcje 3-fazowe o mocy 30, 50, 100 kW) są skalibrowane tak, aby zachować równowagę faz nawet wtedy, gdy niektóre panele są zacienione – uwzględniliśmy to w projekcie od pierwszego dnia, więc nie musisz zmagać się z dodatkowym bólem głowy.
Podsumujmy to, co to wszystko oznacza dla Ciebie, niezależnie od tego, czy jesteś właścicielem firmy rozważającym opcje fotowoltaiczne, czy też osobą zarządzającą przestrzenią obejmującą wiele nieruchomości. Zacienienie to nie tylko drobny problem — w przypadku systemów o mocy 20–100 kW może kosztować dziesiątki tysięcy dolarów w postaci utraconej produkcji, uszkodzonego sprzętu i wyższych rachunków za media w ciągu ponad 25-letniego okresu eksploatacji systemu. Dobra wiadomość jest taka, że większości tego można uniknąć dzięki odpowiedniemu planowaniu, wysokiej jakości sprzętowi i drobnym poprawkom w konfiguracji. Nie tylko sprzedajemy systemy fotowoltaiczne – współpracujemy z Tobą, aby przeprowadzić audyt Twojej nieruchomości, zaprojektować konfigurację, która będzie działać niezależnie od posiadanego zacienienia i upewnić się, że otrzymujesz każdy kw, za który zapłaciłeś. Jeśli chcesz przestać zostawiać pieniądze na stole z powodu zacienienia, skontaktuj się z nami, aby omówić swoje potrzeby, wybrać system pasujący do Twojego zakresu mocy od 20 kW do 100 kW i uzyskać niezawodną, wysokowydajną konfigurację, na którą zasługujesz.