Ảnh hưởng bóng che trong hệ thống điện mặt trời như thế nào?

Mon, 26/08/2019

Bóng che là hiện tượng một cell pin trong tấm năng lượng mặt trời bị che phủ. Bóng che hoặc bụi bẩn: các vật thể trên cao (ví dụ như cây, cột, tường nhà đổ bóng v.v.), thảm thực vật phát triển quá mức, ô nhiễm bề mặt, vật lạ trên bề mặt PV.

Ảnh hưởng của bóng che trong hệ thống điện năng lượng măt trời

Ảnh hưởng bóng che trong hệ thống điện mặt trời như thế nào?

Bóng che là gì?

Bóng che là hiện tượng một cell pin trong tấm năng lượng mặt trời bị che phủ.

+ Bóng che hoặc bụi bẩn: các vật thể trên cao (ví dụ như cây, cột, tường nhà đổ bóng v.v.), thảm thực vật phát triển quá mức, ô nhiễm bề mặt, vật lạ trên bề mặt PV.

Các ảnh hưởng của bóng và làm bẩn có thể được giảm thiểu trong giai đoạn thiết kế hệ thống điện năng lượng mặt trời. Một nghiên cứu chi tiết có thể được thực hiện để xác định ảnh hưởng của cây, cột hoặc các vật thể khác có thể che mát các mô-đun trong suốt cả ngày và trong suốt cả năm.

Làm bẩn có thể được giảm thiểu với bảo trì hệ thống định kỳ.

ví dụ: cho thấy một mô-đun trình bày các điểm nóng là các đóm sáng trắng. (hot spots)

Đây cũng là nguyên nhân gây nên hiện tượng Hot-spots nóng cục bộ tại vị trí bị che phủ.

Để giải quyết vấn đề này thì các hãng sản xuất tấm năng lượng mặt trời đã thiết kế các solar cell trong một tấm pin được mắc nối tiếp để tạo ra các giá trị điện áp Voc và Vmp như trong datasheet của panel chúng ta thường thấy. Trong điều kiện làm việc bình thường (không bóng che), dòng điện qua các cell là như nhau và xem như gần bằng giá trị trên datasheet. Tuy nhiên nếu một cell bị che, thì dòng diện tạo ra bởi cell đó sẽ bị sụt giảm và cell đó đóng vai trò như là một điện trở bán dẫn (semiconductive resistance) tiêu thụ năng lượng tạo ra từ các cell không bị che trong cùng string. Kết quả là cell bị che sẽ tăng nhiệt độ hơn bình thường, gọi là hiện tương HOT-SPOT. Hậu quả nếu xử lý không tốt điểm nóng này có thể đẫn đến cháy tấm pin, gây hỏa hoạn. Và thực tế đã có những trường hợp như vậy trên thị trường.

Dòng điện qua Cell 2 sẽ bị sụp giảm trở thành tải tiêu thụ

Để giải quyết vấn đề này, các tấm năng lượng mặt trời hiện tại trên thị trường sử dụng 3 bypass diode để bảo vệ cho 3 cell strings trong một panel và được đặt trong junction box. Hiểu là, nếu một solar cell bị che thì cả 24 cells (loại tấm pin 72cell) trên string đó cũng sẽ bị bypass bởi diode, hiệu suất tấm pin sẽ bị giảm 1/3, dẫn đến cả module string cũng sẽ bị giảm dòng vì mắc nối tiếp. Dòng điện của cả module string sẽ bằng dòng thấp nhất từ một panel nào đó trong string. Tuy nhiên giải pháp bên trên là bypass cả 1/3 panels khi 1 hoặc vài cell bị bóng che.

Bypass bỏ qua các cell bị che khuất nên hoạt động bình thường.

Tấm Năng lượng mặt trời với công nghệ mới hiện nay dùng kỹ thuật mắc song song bypass diode vào mỗi cell để chỉ loại bỏ những cell bị ảnh hưởng bóng che và hot-spot mà thôi. Khi cell bị bóng che thì dòng điện qua cell đó sẽ giảm và không còn bằng với dòng điện tạo ra từ các cell không bị che đang hoạt động bình thường. Cell bị che đó sẽ có hiện tượng ngược áp (reverse voltage). Nếu điện áp này > 0.6V thì sẽ tự động kích hoạt bypass diode mắc song song với cell đó và cách ly cell đó ra khỏi cell string trong tấm pin, dòng trong string sẽ đi qua bypass diode, và như vậy sẽ không có hiện tượng HOT-SPOT trên cell đó. (Bypass: Bỏ qua hoặc còn gọi là hiện tượng đi tắt)

Kết quả là chỉ cách ly cell nào bị shading chứ không phải cách ly 1/3, 2/3 hay 100% panel khi có hiện tượng shading như thường thấy trong các tấm pin chuẩn. Khi bóng che biến mất, cell đó hoạt động bình thường trở lại. Kết quả là hiệu suất đảm bảo lớn hơn so với công nghệ 3 bypass diode thông thường trong vấn đề các cell bị che, đổi lại giá thành tấm pin cũng sẽ cao hơn vì nhiều bypass diode hơn. Tuy nhiên cũng không quá cao so với hiệu quả thật sự mà công nghệ này mang lại.

Vì vậy sau khi lắp đặt điện năng lượng mặt trời thì việc vệ sinh lau chùi bề mặt của tấm năng lượng mặt trời là cần thiết. Thời gian bảo trì phụ thuộc vào từng điều kiện của mỗi vùng có thể 6 tháng hoặc 1 năm, để tránh tình trạng che bóng hoặc Hot-spots gây ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống.

Nhân viên Solar A châu Vệ sinh bề mặt tấm pin