Одной из проблем, с которой приходится сталкиваться проектировщикам солнечных установок, является частичное затенение фотоэлектрических панелей. Это явление может отрицательно сказаться на работе всей системы, поэтому при необходимости стоит инвестировать в решения, оснащенные обходными диодами, которые позволяют избежать негативных последствий частичного затенения. В следующей статье мы более подробно опишем роль, конструкцию и работу обходных шунтирующих диодов.
Затенение фотоэлектрических панелей
Как известно, фотогальваника работает за счет использования тепловой энергии, накопленной в солнечном излучении, которая преобразуется в электрический ток, протекающий в розетке. Поэтому легко сделать вывод, что затенение не способствует его производительности, и хотя может показаться, что частичное закрытие только некоторых фотоэлектрических панелей не является проблемой, на самом деле этого явления следует избегать - если только модули не оснащены шунтирующими диодами, который будет обсуждаться в данный момент. Теперь сосредоточимся на опасностях частичного затенения фотоэлектрических панелей.
В ситуации, когда одни модули сильно нагреваются, а другие накрыты и на них не попадает солнечная радиация, возникают диспропорции в протекании тока между ними. Это, в свою очередь, может вызвать явление обратной полярности, означающее, что заштрихованные клетки поглощают энергию, хранящуюся в соседних ячейках, которая затем теряется в виде тепла.
В результате частичное затенение фотоэлектрических панелей способствует снижению их эффективности, также возникает риск перегрева ячейки, т.е. выхода из строя всей установки. Этот сценарий предотвращается байпасными диодами, также известными как шунтирующие диоды.
Преимущества байпасного диода - байпас в фотоэлектрических панелях
Именно в ответ на угрозу частичного затенения система солнечной генерации электроэнергии с обходным шунтирующим диодом защищена от последствий перегрева. Его задача – деактивировать работу клеток, до которых не доходят солнечные лучи, а остальные нагреваются. Байпасные диоды, основанные на датчиках температуры, выявляют чрезмерно горячие ячейки, а затем «отключают» их от всей цепи, что позволяет обеспечить оптимальную работу установки с минимальными потерями в результате снижения эффективности только заштрихованных ячеек, а не большей части установки.
Так как один обходной диод может вывести из строя всю установку, два диода способны отключить половину модулей, три диода отключить 33% площади установки, четыре 25% и т.д., то стоит инвестировать в модули, оснащенные таким же количеством насколько это возможно. При наличии рядом с каждой ячейкой обходного байпасного диода, в случае затенения фотоэлектрических панелей, возможно отключение только тех ячеек, которые затенены, что обеспечивает максимальную эффективность установки в условиях неравномерного поглощения солнечного света солнечными панелями.
Стоит знать, что, например, в некачественных панелях установлено 3 обходных диода, в результате чего перегрев всего одной ячейки приводит к отключению аж 1/3 всей установки. Это крайне неэффективное решение, тем более, что это элементы, которые изнашиваются и с годами могут работать все менее эффективно.
К счастью, обычно существует простой и быстрый способ замены вышедших из строя обходных диодов, так как они обычно размещаются в распределительной коробке, расположенной на задней панели солнечной панели.
Резюме
Тем не менее, даже инвестиции в высококачественные солнечные панели, оснащенные большим количеством обходных диодов, не должны быть причиной для выбора тенистого места. Эта ошибка приводит если не к риску отказа установки из-за перегрева лишенных солнечного света элементов, то уж точно к потере части энергии. Узнайте больше о том, как это работает и что такое фотоэлектричество.