Zacienienie to sytuacja, w której część modułu albo części stringu dostaje mniej światła niż reszta: przez komin, lukarnę, antenę, drzewo, sąsiedni budynek, rząd modułów przed nimi albo śnieg. Ponieważ ogniwa w module, a moduły w stringu są połączone szeregowo, prąd całego łańcucha ogranicza najsłabsze ogniwo. Dlatego mały cień potrafi zabrać nieproporcjonalnie dużo mocy, a bez zabezpieczeń także przegrzać ogniwo.
Dlaczego mały cień zabiera dużo
PVEducation opisuje to tak: w połączeniu szeregowym prąd zwarcia całości nie może przekroczyć prądu najsłabszego ogniwa. Nadwyżka prądu sprawnych ogniw nie ma dokąd płynąć i wydziela się w ogniwie zacienionym, co prowadzi do hot spotu. Ratunkiem są diody bocznikujące: typowy moduł ma trzy, każdą na jedną trzecią ogniw. Gdy liść albo pas cienia zasłoni ogniwo, dioda jego grupy przewodzi, prąd omija tę część i moduł traci jedną trzecią mocy, ale dalej pracuje.
To, ile instalacja straci, zależy więc nie tylko od powierzchni cienia, ale od tego, które grupy ogniw on dotyka. W klasycznym module ustawionym pionowo trzy grupy biegną wzdłuż długiego boku, więc pas cienia albo śniegu przy dolnej krawędzi dotyka wszystkich trzech naraz i może wyłączyć prawie cały moduł, choć zasłania tylko jego skrawek. Falownik z MPPT musi przy tym znaleźć właściwy szczyt mocy, bo z włączonymi diodami krzywa mocy stringu ma kilka lokalnych maksimów.
Polska zima i niskie słońce
W Polsce problem rośnie zimą. Wysokość słońca w południe to 90° minus szerokość geograficzna plus deklinacja, która w przesileniu zimowym wynosi -23,45°. W Warszawie (52,2° N) daje to w grudniowe południe około 14°, a w czerwcu około 61°. Przy 14° przeszkoda o wysokości 1 m rzuca cień długi na prawie 4 m, więc komin czy lukarna, które latem nie przeszkadzają, zimą mogą zasłaniać kilka rzędów ogniw. Do tego dochodzi śnieg zsuwający się nierówno z modułów i zostający przy dolnej ramie.
.jpg){kind=link}
Jak ograniczyć straty
- Planowanie. Zostaw wolne pole wokół kominów i wywiewek, a przed montażem sprawdź cienie o różnych porach roku (aplikacją, symulacją albo po prostu zdjęciami dachu zimą). Moduły, które dostają cień w innych godzinach, łącz w osobne stringi lub na osobne wejścia MPPT.
- Konstrukcja modułu. W modułach half-cell górna i dolna połowa pracują równolegle, więc pas cienia przy jednej krawędzi zatrzymuje tylko tę połowę, a druga dalej daje prąd.
- Elektronika przy module. Optymalizatory mocy albo mikrofalowniki pozwalają każdemu modułowi pracować we własnym punkcie mocy, więc cień jednego modułu nie ściąga reszty stringu. Opłacają się na dachach z trudnym zacienieniem, na czystym dachu mniej.
- Utrzymanie. Przycinaj drzewa, które z latami rosną, i usuwaj liście oraz ptasie odchody, bo to też cień, tylko punktowy (zobacz zabrudzenie).
O mieszaniu różnych warunków pracy w jednym stringu więcej w haśle niedopasowanie.