Skuggning av solpanelsmoduler – ett problem som tillhör det förflutna?

Så här påverkas solpanelsmodulerna av delvis skuggning

Klart solsken, inte ett moln på himlen och en solcellsanläggning på taket – perfekta förhållanden för solcellsanläggningsägare som vill uppnå en solenergiproduktion med hög avkastning. Men mycket få tak är helt skuggfria eftersom stolpar, TV-antenner och angränsande byggnader ofta kastar skugga över solpanelsmodulerna. Det förmodade resultatet är lägre effekt och avkastning. Men om man studerar detta närmare visar det sig snabbt att förluster till följd av ojämn skuggning faktiskt har en försumbar effekt på den totala avkastningen under året. Det viktiga här är att se till att placera modulerna på rätt sätt och att välja rätt växelriktare.

Slår hål på en envis myt

Det är fortfarande en vanlig föreställning att skuggning av solpanelsmoduler – t.ex. från fallna löv – innebär att solcellsanläggningen som helhet producerar mycket liten eller ingen effekt alls. Man tänker sig att det fungerar på liknande sätt som med en trädgårdsslang som oavsett var den kläms åt genererar mycket litet eller inget vatten alls. Det här resonemanget är sedan länge föråldrat eftersom lösningen nu är inbyggd i varje modul i form av bypass-dioder.

Mer utgångseffekt med effektiv MPP-spårningsalgoritm

För att så långt som möjligt minimera skuggningsförluster eller förlust på grund av felanpassning är krets- eller flerkretsväxelriktare försedda med en – eller eventuellt flera – Maximum Power Point-tracker (MPP-tracker). Helst bör varje sträng vara försedd med en MPP-tracker som löpande fastställer den optimala arbetspunkten för de anslutna strängarna och på så sätt ser till att solcellsanläggningens utgångseffekt alltid är maximal.

Dynamic Peak Manager – effektiv skuggningshantering ingår som standard

Ett smart skuggningshanteringssystem – som helst bör vara inbyggt i växelriktaren redan från början – garanterar maximal avkastning trots delvis skuggning. Det betyder att takdelar med delvis skuggning också kan vara med när anläggningen utformas. Dynamic Peak Manager från Fronius är en intelligent MPP-spårningsalgoritm som identifierar skuggning och optimerar avkastningen på strängnivå. Det gör den genom att läsa av och analysera hela spänningskurvan med regelbundna intervaller på ca 10 minuter så att den alltid hittar solcellsanläggningens mest effektiva arbetspunkt (global punkt för maximal effekt).

Exempel på skuggning från en skorsten

En skuggningssimulering där oberoende skuggningsprogramvara används visar att den årliga skuggningsförlusten är liten.  Det är i huvudsak två olika förlustkategorier man behöver ta hänsyn till.

Förlust till följd av modulspecifik delvis skuggning: Olika skuggande föremål – i det här fallet en skorsten – blockerar solljuset och gör att mindre ljus faller på solpanelsmodulerna. Det minskade ljusinfallet kan inte optimeras med en växelriktare, effektoptimerare eller mikroväxelriktare; enda lösningen i det här fallet är att ta bort föremålet som kastar skuggan.

Förlust på grund av felanpassning – det vill säga sammanlänkningsförluster i strängar – kan däremot förbättras betydligt med en intelligent MPP-spårningsalgoritm: enligt tabellen är förlusten på grund av felanpassning tack vare Dynamic Peak Manager ca två tredjedelar lägre än skuggningsförlusten på modulnivå.

Skuggningsresultat på årsbasis från simuleringen med horisontellt placerade solpanelsmoduler

Resultaten från simuleringen visar tydligt att modulspecifik delvis skuggning leder till en mycket högre procentuell förlust (ca 0.18 %) än förluster på grund av felanpassning (ca 0.06 %). Om växelriktaren som är den centrala delen i solcellsanläggningen har effektiv MPP-spårning och smart skuggningshantering, vilket alla Fronius-växelriktare har, kan du vara säker på att uppnå maximal avkastning även under svåra miljöförhållanden, och att din maskinvara och programvara fungerar i perfekt harmoni – utan extra komponenter eller kostnader.

Kan en effektoptimerare vara en lösning?

Även om likströmsoptimerare också kan förbättra anläggningens utgångseffekt vid en eventuell skuggning är de sällan kostnadseffektiva: en optimerare försöker att optimera varje modul med sin egen MPP. Eftersom en effektoptimerare styr spänningen på modulnivå har den definitivt vissa fördelar, i synnerhet när det gäller lätt skuggning, men bara så länge bypass-dioderna inte är aktiverade.

Likspänningsomriktare är extrakomponenter som själva kräver energi och som till och med drar ström i standbyläge, vilken först måste samproduceras av solcellsanläggningen. Det medför att den extra avkastningen ofta blir lägre och därför oftast inte motiverar den högre investeringskostnaden. Den stora mängden extrakomponenter som måste placeras på varje modul minskar dessutom anläggningens övergripande tillförlitlighet och ökar därför även sannolikheten för fel i solcellsanläggningen.