Güneş panelleri içindeki hücreler seri olarak bağlanır. Bu, eğer bir panelin içindeki hücre bir ağacın veya bacanın gölgesiyle kapatılırsa, diğer bağlı tüm hücrelerin de güç iletimi seri bağlı bu hücreden dolayı düşeceği anlamına gelir. Bunun nedeni, panellerin, çıkışın sistem içindeki en zayıf hücrenin çıkışına düşürülecek şekilde birbirine seri bağlı olmasıdır. Bir modülde sadece bir hücrenin yarıya gölgelenmesi, tüm modülün çıkış gücünün yarıya düşmesine neden olur. Dizide kaç hücre olursa olsun bir hücrenin tamamen gölgelenmesi modülün çıkış gücünün sıfıra düşmesine neden olacaktır.
Özetle, bir panel içindeki hücrelerden sadece birine bile tam gölge düştüğünde (yani hücre karanlık olursa), diğer tüm hücrelerin çıkış gücü sıfıra yakın olur.
-Bir hücrenin gölgelenmesi panelin tüm çıkışını azaltır.
-Diğer tüm hücrelerde üretilen enerji gölgeli hücre üzerinde ısı enerjisine döner.
-Bypass diyotları devreye girerek,diğer seri bağlı panellerin üretimi iletilmeye devam eder.
Solar PV Sistemini kurarken dikkate alınması gereken çeşitli gölgeleme türleri vardır. Gölgelendirme birçok biçimde olabilir, mevsimsel olabilir ve her sisteme özgü olabilir.atakale Solar olarak iki tip gölgeleme tanımlıyoruz: Dinamik ve Statik. Evet! gölgelemenin bu kadar karmaşık olabileceğini çoğu kişi tahmin etmez..
Hareket eden bulutların ve düşen yaprakların oluşturduğu gölgeler gibi Dinamik Gölgelendirme, geçici bir gölgeleme biçimidir. Bu aynı zamanda kardan, kuş pisliklerinden ve hatta tozdan kaynaklanan gölgelemeyi de içerir!
Aksine, çevredeki ağaçların, uydu antenlerinin, binaların veya bacaların neden olduğu gölgeleme gibi statik gölgelendirmeler önceden planlanabilir. Gölgeleme önceden var olan bir engelden kaynaklandığı için. Güneş panelleri kurulumunda gölgelik kesinlikle dikkate alınması gereken bir sorundur. Ancak bu kesinlikle aşılamaz ve çözülemez değildir. Çoğu zaman iyi tasarlanmış bir proje , ağaçların kesilmesi veya DC güç optimizer kullanılmasıyla bunun üstesinden gelinebilir.
Küçük sistemleride panellerin paralael bağlanması bir çözümdür.
Bildiğimiz gibi gölgeli bir yerde güneş paneli tüm dizinin güç çıkışını azaltabilir. Bununla birlikte, bir dizi üzerinde gölgeli bir panel, paralel bir dizinin güç çıkışını etkilemeyecektir. Bu, genel enerji üretiminizi en üst düzeye çıkarmak için gölge alan panelleri tek bir dizide ve gölge almayan modülleri başka bir dizide gruplandırabileceğiniz anlamına gelir. Panelleri ayrı dizilere yerleştirerek etkiyi azaltabilirsiniz.
Mikro invertörler takılarak paneller paralel bağlanabilir. Bu, her panelin diğer panelleri etkilemeden maksimum güçte çalışacağı anlamına gelir. Bu yöntemde, tüm panellere hizmet veren tek bir invertör yerine, her panele doğru akımı (DC) alternatif akıma (AC) dönüştüren küçük bir invertör takılabilir.
Bir Güneş Paneli Gölgelenirse Ne Olur?
Tipik fotovoltaik güneş panelleri, bir seri halinde bağlanan 32 ila 72 güneş hücresinden oluşan bir dizilimden oluşur. Bu yapı da, güneş panellerini kısmi gölgelemeye duyarlı hale getirir.
Gölgeli güneş paneli hücreleri şebekedeki enerji akışını keserek diğer hücreleri bu kaybı telafi etmek için daha fazla çalışmaya zorlar. Gölgeli güneş hücrelerinin altındaki elektronlar hareket etmez. Durumun temel nedeni bundan ibarettir. Bu nedenle, panel çıkışı üretimini arttırmak için başlangıç enerjisini almadıkları için komşu hücrelerin enerji üretme potansiyeli azalır.
Sonuç olarak tüm panelin verimliliği %50 azalabilir.
Güneş panelleri üzerindeki gölgeleme etkisi tüm güneş panellerinin seri güç çıkışını azaltacaktır.
Örneğin, bir yaprak bir güneş hücresini gölgelediğinde, daha az enerji üretecek ve geri kalan hücreler hala tam yüksek potansiyele/gerilime sahip olacaktır. Seri bağlı hücrelerden akan akım/enerji, aktif olmayan hücreden geçerek ısı enerjisine dönüşecektir. Zamanla bu, hareketsiz hücrenin aşırı ısınmasına ve hasar görmesine neden olacaktır.
Güneş hücrelerinin kısmi gölgelenmesi yalnızca güneş panelinin potansiyelini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda sistemin ömrünü de etkiler çünkü panel üzerindeki bazı hücreler sürekli olarak aşırı ısıda çalışır ve beklenenden daha hızlı hasar görür. Gölge hücrelerindeki güneş enerjisi, sonunda yarı iletken malzemeye zarar verebilecek artan sıcaklıklara maruz kalır.
Gölgeli (aktif olmayan) hücrelerin etrafından elektrik akışına izin veren bir çözüm,henüz güneş enerji sektöründe satılmamaktadır, Maalesef yeni teknolojiye gerekmekte ve bu henüz bulunmuş değil.Fakat Çoğu modern güneş paneli güneş paneli hcürelerini ikiye/üçe böler ve bunları diyotlarla korur. Bunlara bypass diyotları denir. Baypas diyotları, akımı hareketsiz hücrelerin üzerinden akımı geçirmeden bay pass ederek etrafında yönlendirerek güneş panellerini korur. Ve daha da önemlisi, kısmi gölgelemenin zararlı etkisini de gerçek oranına azaltıyor.
Bypass diyotları yardımıyla güneş panellerinin gölgelenmediği optimum koşullara göre üretilen enerji miktarı %10 oranında azaltılacaktır.
Güneş Panellerinde Gölgelenme Nasıl Önlenir?
Ne yazık ki gölgeler güneş enerjisi üretim sistemini olumsuz etkiliyor. Güneş panelinizin çok az bir kısmı gölgede olsa bile bu verimliliği etkiler. Bu nedenle güneş paneli sisteminizde gölge etkisini minimum düzeyde tutmak için bazı ek tasarımlara ihtiyaç vardır.
Baypas Diyotları
Baypas diyotları, güneş paneliiçindeki akımın gölgeli alanlardan “geçmesine” izin veren cihazlardır. Bypass diyotlarının yardımıyla, gölgelenmemiş hücre serilerinden gelen en yüksek akım, gölgeli hücre dizisinin etrafından akabilir. Dolayısıyla bir panelin gölgelenmesi tüm dizinin performansını etkilemeyecektir.
Her bir güneş paneli hücresi için diyotların atlanmasıyla, tek gölgeli hücrenin varlığı nedeniyle güneş panellerinden gelen güç çıkışı aynı kalacaktır. Yani burada gölgeli hücreler atlanıyor ve tüm güneş panelinin üretimini etkilemesine izin verilmiyor.