Jak stín ovlivňuje solární panely: Proud oproti napětí

Proč první klesá proud

Průtok elektrického proudu v solární článku se téměř lineárně přizpůsobuje intenzitě světla: čím více fotonů dopadne na spoj mezi vrstvami článku, tím větší je tok elektronů. Pokud je část panelu zastíněna, tyto články přestanou přispívat k výrobě elektrické energie. V sériovém zapojení však musí stejný proud procházet všemi články. Nezastíněné články nemohou „obcházet“ zastíněné, a proto klesne průtok v celé sérii na úroveň, kterou dokáže snést nejslabší článek.

Napětí se chová odlišně. Jediná křemíková článek produkuje při otevřeném obvodu přibližně 0,5–0,6 V, a napětí celého panelu je součtem napětí všech článků v řadě. Zastínění několika článků téměř nemá vliv na celkové napětí panelu. Při nepřipojeném zatížení zůstává napětí při otevřeném obvodu blízko normálu; při nabíjení může provozní napětí klesnout o přibližně 10 % nebo méně. Nabíjení vyžaduje určité napětí jako hnací sílu, takže nabíječka stále má dostatek energie k přivádění proudu – jen je přiváděný proud mnohem menší.

Diody pro obcházení zastínění: vestavěná ochrana panelu

Panely nejsou bezmocné vůči částečnému zastínění. Většina modulů obsahuje diody, které umožňují proudu procházet kolem zastíněných článků jinou cestou. Když zastíněná část snižuje celkové napětí panelu, příslušná dioda se zapne a zbytek článků pokračuje ve výrobě elektřiny při vyšším napětí, ale nižším proudu – tedy ztrácíme pouze výkon zastíněné části, nikoli celého panelu.

Dva důležité důsledky tohoto mechanismu:

Pokud diody plní svou funkci, je ztráta úměrná, nikoli katastrofální. Odstíněná plocha o velikosti 20 % stojí přibližně tolik, kolik vyprodukuje daná část panelu, plus úbytek energie v důsledku fungování diody – namísto toho, aby došlo k selhání celého panelu. Selhající dioda však znovu způsobí problémy s celým panelem ; odstíněné články začnou poté disipovat teplo (tento jev je popsán na naší stránce o prevenci „horkých míst“ [/learn-hot-spot-solutions]). Pokud se panel v jednom rohu po růstu stromu začne přehřívat, nejprve podezřívejte selhání diody, než článků.

Řadiče typu MPPT (Maximum Power Point Tracking) recuperují část ztráty Řadiče typu MPPT neustále přizpůsobují svůj převodní poměr tomu, kam se nejlepší možný provozní bod odstíněného panelu posunul. Nemohou vytvořit energii, kterou odstíněné články nikdy nevyprodukovaly, ale zabráníjí tomu, aby zbytek energie byl promarněn. U řadičů typu PWM se odstíněný panel ještě více vzdaluje svému optimálnímu výkonovému bodu, a rozdíl mezi množstvím energie, které panel vyprodukuje, a množstvím energie, kterou baterie přijímá, se zvětšuje.

Jak to ovlivňuje noční fungování pouličních světel… Pokud je panel odstíněný, může to ovlivnit intenzitu světla pouličních světel během noci. V takovém případě je nutné světla pravidelně kontrolovat a případně diody v odstíněných částech panelu vyměnit.

Neúspěch je vždy nejprve finanční, teprve poté se projeví jinými příznaky. Menší denní výnos energie znamená, že baterie každý večer zůstává s menším množstvím uložené energie. Prvním příznakem je zkrácená doba trvání plného svícení, poté světlo zhasíná dříve, než je to plánováno, a v nejhorším případě svítidlo přestane fungovat ještě před úsvitem. Ze země není možné rozpoznat žádnou závadu na solárním panelu – proto nejčastější stížností je: „Světlo zhasne ve 3 hodiny ráno“, nikoli „Solární panel je zastíněn“.

Dlouhodobé částečné zastínění solárního panelu má další negativní dopady: zastíněné články panelu vyzařují teplo, což urychluje stárnutí ochranného obalu a pájených spojů. To vede ke snížení životnosti panelu o 30 až 50 %. Tento úbytek životnosti však nastává zcela jinými důvody, než jsou pouhé zastínění.

Kontrola stavu solárního panelu: pět minut, bez použití nástrojů

1. Procházejte pole solárních panelů v 9 hodin ráno, v poledne a v 15 hodin odpoledne. Stín se mění; větev, která v červnu nezpůsobuje žádné problémy, může v září způsobit problémy s výkonem panelů.
2. Hledejte „očividné zloděje“ – nové stromy, sloupky pro vlajky, označovací panely nebo satelitní antény nainstalované po uvedení systému do provozu.
3. Zkontrolujte povrch panelů na případné nečistoty. Prach a kapky lze snadno odstranit; naše pokyny pro údržbu najdete na stránce věnované problémům s výkonem solárních systémů.
4. Přečtěte si denní záznamy o fungování systému (pokud jsou k dispozici). Výskyt vysokého napětí na začátku nabíjení a následného poklesu napětí je typickým příznakem vlivu stínů; pokud je napětí po úsvitu stále nulové, jedná se o poruchu v připojení systému.
5. Než zvětšíte plochu solárních panelů, nejprve je ořízněte nebo přesuněte tak, aby nebránily jejich správnému fungování. Přidání dalších panelů může být nákladnější než odstranění stínů, a navíc ponechává mechanismus pro řešení problémů s výkonem systému v původním stavu.

Co tato stránka nezahrnuje:

Tato stránka nezahrnuje podrobné pokyny pro údržbu solárních systémů, např. informace o typických problémech spojených s vlivem stínů, doporučení pro odstraňování nečistot, nebo postupy pro opravu technických poruch.

Tato stránka vysvětluje fyzikální principy stínění u panelů napájených ze stejnosměrného proudu (DC) v osvětlovacích zařízeních fungujících mimo elektrickou síť. Nezahrnuje však solární panely napojené na síť pomocí mikroinvertorů nebo optimalizátorů výkonu, které zpracovávají vliv stínění jinými způsoby. Pokud na vašem místě existují skutečné stíny, které nelze odstranit, použijte náš kalkulačku pro výběr vhodného regulátoru – ta zohledňuje snížený výkon solárních panelů v přítomnosti stínů – a zvolte velikost baterie podle skutečných podmínek (s ohledem na stíny), nikoli podle ideálních podmínek bez stínů.