Schaduw


Schaduw is een probleem voor zonnepanelen. Zoals we weten bestaan de meeste zonnepanelen uit 60 cellen die in serie geschakeld zijn. Over 20 cellen staat een bypass-diode geschakeld. Totaal zitten er dus 3 diodes in een zonnepaneel. Men kan ook zeggen dat een zonnepaneel bestaat uit drie secties. Als in die sectie een enkele zonnecel helemaal beschaduwd is doet heel die sectie helemaal niets. Een enkele zonnecel kan dus het vermogen van een sectie reduceren tot nul.

1. Schaduw op een enkele cel

Beweeg met de muis het doekje over de zonnecel en zie wat er gebeurd met de spanning en de stroom. We zien dat indien er schaduw op de cel valt, bijvoorbeeld door de bladeren van een boom, een schoorsteenpijp of vervuiling door stof of vogelpoep, de stroom naar verhouding afneemt met het beschaduwde vlak.

2. Schaduw op een zonnepaneel

Omdat alle zonnecellen in serie staan in een zonnepaneel, en er meestal maar drie diodes in een zonnepaneel zitten, zakt de stroom in een sectie naar het niveau van de slechts presterende cel.

 

Hoe dan ook, schaduw leidt tot opbrengstverlies. Om dit verlies zo klein mogelijk te houden, kan men de zonnepanelen slim groeperen in strings. Dat houdt in om ze zodanig te plaatsen dat de schaduw op een enkele string effect heeft, en de andere strings ongehinderd vermogen kunnen leveren. Hiervoor dient de omvormers meer dan 1 MPP-tracker te bezitten.

De omvormer speelt een belangrijke rol om de effecten van schaduw te minimaliseren. De MPP-tracker die in de omvormer zit moet iedere keer het optimale punt zoeken waarop de string met zonnepanelen het beste presteerd. Dit betekend dat de MPP-tracker actief iedere keer moet scannen wat het optimale werkpunt is. Dit zoeken kost ook weer energie, waardoor in het verleden veel omvormers deze zoekactie vertraagd uitvoerden, gebaseerd op minimale wijzigingen werd iedere keer een beetje bijgestuurd. Tegenwoordig scannen bijna alle netomvormers heel snel. Dit betekend wel een hoger stroomverbruik van de omvormer, maar ook een hogere opbrengst zodra het optimale MPP-punt gevonden is. Het is een misverstand dat alleen met micro-omvormers per paneel het mogelijk is om het optimale werkpunt te vinden. Ook met grotere stringomvormers, zoals bijvoorbeeld de optitractechnologie van SMA, is het mogelijk om van een string zonnepanelen iedere keer opnieuw het ideale MPP-punt te berekenen en te profiteren van een maximale opbrengst.

Samengevat kunnen we concluderen dat schaduw vermijden de beste oplossing is. Laat u niks wijs maken door optimizerfabrikanten. Schaduw leidt altijd tot verliezen. De belangrijkste stap om die verliezen te beperken als schaduw niet voorkomen kan worden, is, om de zonnepanelen slim in strings op te delen zodat het totale effect minimaal gehouden wordt. Pas dan kan men gaan denken aan enkele micro-omvormers of het toepassen van optimizers.

 

Oplossingen met micro-omvormers of optimisers bieden ook de mogelijkheid om per paneel te monitoren. Een bijkomend voordeel is dat men ook verschillende soorten zonnepanelen gewoon kan mengen, bijvoorbeeld een 250 Wp samen met een 330 Wp paneel. Ook als men allemaal dezelfde soort panelen heeft, zit er altijd een klein vermogenstolerantieverschil tussen de zonnepanelen. Indien deze op een traditionele stringomvormer aangesloten worden geld dat het slechtste paneel de opbrengst van de hele string bepaald. Bij optimalisatie presteert ieder zonnepaneel maximaal. Men vergelijkt een string zonnepanelen vaak met een tuinslang waar water doorheen stroomt. Als men met een voet op de slang gaat staan dan vermindert de waterstroom door de gehele slang. Indien men optimizers toepast wordt de stroom gebypasst en levert alleen het paneel wat beschaduwd of vervuilt is minder energie. Voor platte daken kan men schaduw op achterliggende rijen voorkomen door de afstand tussen de rijen in acht te nemen. Er bestaan simulatieprogramma's, zoals pvsol, die de zonneloop simuleren op een bepaald dak, waardoor de schaduw gedurende een dag zichtbaar wordt.
Volgende pagina: nvtTools voor zonnepanelen