Se gestisci un'impresa, gestisci una grande proprietà commerciale o alimenta un complesso residenziale con più unità nella gamma di sistemi solari da 20 kW a 100 kW, sai quanto tempo e denaro sono necessari per ottenere la corretta configurazione. Probabilmente sai anche che anche i più piccoli intoppi possono compromettere la tua produzione di energia e uno dei maggiori colpevoli è l'ombreggiamento. Non è nemmeno solo un piccolo fastidio; per sistemi di queste dimensioni, l'ombreggiatura può incidere molto più duramente sui tuoi profitti rispetto a un piccolo impianto residenziale da 1 kW su cui ho lavorato per un vicino qualche anno fa. Analizziamo esattamente cosa fa l'ombreggiatura a questi sistemi solari di medie dimensioni, perché è un grosso problema e cosa puoi fare al riguardo, dal momento che forniamo le configurazioni affidabili di cui hai bisogno, come la nostraCompleta il sistema solare sulla grigliacostruito per gestire le condizioni comuni del mondo reale.
Innanzitutto, vediamo come funzionano questi sistemi da 20-100 kW. A differenza delle piccole installazioni domestiche che potrebbero semplicemente collegarsi a pochi pannelli, questi sono solitamente sistemi on-grid: si collegano direttamente alla rete pubblica locale, quindi vendi l'energia in eccesso e la attiri dalla rete quando il sole non splende. La maggior parte utilizza inverter di stringa, giusto? O a volte microinverter per sezioni più piccole, ma per potenze da 20kw a 100kw, gli inverter di stringa sono molto popolari perché sono economici e facili da scalare. Questa scala è esattamente il motivo per cui l'ombreggiatura è così importante qui. Un sistema da 20 kW potrebbe avere 60 pannelli (ciascuno ~ 330 W) suddivisi in 2 o 3 stringhe, mentre un sistema da 100 kW potrebbe avere 300 pannelli suddivisi in 5 o 6 stringhe. Ogni stringa di pannelli è cablata in serie, quindi ogni pannello di quella stringa deve funzionare insieme per fornire energia all'inverter. Se anche un solo pannello di una stringa è ombreggiato, si comporta come un nodo in un tubo, rallentando l'intera stringa, non solo quel pannello. Questo si chiama "effetto serie" ed è un punto di svolta per la produzione.
Mettiamoci i numeri, perché i numeri non mentono. Una volta tre anni fa ho aiutato un bar locale che ha installato un sistema in rete da 30 kW e avevano una grande quercia che cresceva proprio sul lato ovest del loro edificio. Per circa un'ora ogni pomeriggio, quell'albero faceva ombra a 3 pannelli al centro di uno dei suoi tre fili. All'inizio non ci pensarono molto, finché non arrivò la prima bolletta energetica e produssero solo il 75% di ciò che il sistema avrebbe dovuto generare. Si tratta di una perdita del 25% derivante da una piccola ombra quotidiana! Per un sistema da 30 kW, si tratta di circa 22,5 kW di produzione in una giornata buona, ma con quell'ombreggiatura la produzione scendeva a ~ 17 kW. Moltiplicandolo su un anno: si tratta di migliaia di dollari in mancati ricavi per non aver rivenduto l'energia in eccesso alla rete, e bollette energetiche più alte quando hanno dovuto attingere di più dalla società di servizi. Per un sistema da 100 kW, la stessa perdita dovuta all’ombra potrebbe essere di 25.000 kW all’anno, sufficiente ad alimentare due case medie per un anno intero. L'ombreggiatura non è nemmeno solo una cosa "mattina presto, tardo pomeriggio"; può provenire da camini, unità HVAC e persino da edifici adiacenti se ti trovi in uno spazio urbano o suburbano ristretto.
Ora, non tutte le ombreggiature sono uguali. C'è "ombreggiatura statica" da cose che sono sempre lì (alberi, edifici, strutture del tetto) e "ombreggiatura dinamica" da cose che si muovono (nuvole, uccelli, foglie che cadono, persino la neve che si attacca a un angolo di un pannello). La maggior parte delle persone pensa che l'ombreggiamento dinamico sia trascurabile, ma per i sistemi da 20-100 kW, quei passaggi nuvolosi che coprono il 10% dei pannelli per 10 minuti alla volta? Si sommano. Studi del National Renewable Energy Lab (NREL) hanno scoperto che l’ombreggiamento dinamico può causare una perdita di produzione annuale del 5-15% per i sistemi commerciali di medie dimensioni, mentre l’ombreggiamento statico può spingerlo al 20-30% se non è pianificato. La parte difficile è che gli inverter di stringa tracciano solo il punto di massima potenza (MPP) per l’intera stringa, non i singoli pannelli. Pertanto, se un pannello è in ombra, l'MPP dell'intera stringa diminuisce per corrispondere a quello del pannello in ombra, anche se gli altri 19 pannelli della stringa funzionano a piena potenza. Ecco perché abbiamo progettato il nostroSul sistema di energia solare di grigliaPer ridurre al minimo questo problema, li abbiniamo a inverter di alta qualità dotati di più tracker MPPT, in modo che ciascuna stringa possa essere ottimizzata separatamente.
Aspetta, parliamo dei punti caldi, perché sono i danni nascosti causati dall'ombreggiatura che la maggior parte delle persone non nota. Quando un pannello ombreggiato è bloccato e assorbe meno energia del previsto, agisce come un resistore nel circuito. Ciò significa che sta generando calore anziché elettricità e che il calore può accumularsi sul pannello nel tempo. Per i pannelli piccoli, non è un grosso problema, ma per le centinaia di pannelli in un sistema da 100 kW, quel punto caldo può deformare le celle del pannello, ridurne la durata di 10-15 anni e persino rappresentare un piccolo rischio di incendio se è abbastanza grave. L'anno scorso abbiamo avuto un cliente con un sistema da 50 kW che presentava una serie di ombreggiamenti non pianificati da un nuovo edificio della porta accanto: entro 18 mesi, 3 dei loro pannelli presentavano notevoli danni ai punti caldi, che hanno rilevato solo quando abbiamo eseguito un controllo di manutenzione di routine. Ciò avrebbe potuto essere evitato se avessimo esaminato la disposizione del tetto durante la fase di progettazione o se avessero aggiornato il loro inverter per gestire meglio l'ombreggiamento parziale.
Ora passiamo alla pratica: cosa puoi fare effettivamente se disponi già di un sistema da 20-100 kW o stai pensando di acquistarne uno? Innanzitutto, esegui un controllo completo dell'ombreggiatura. Utilizziamo rilievi con droni e software di analisi solare per mappare ogni ombra che colpisce il tetto o i pannelli montati a terra ad ogni ora del giorno, tutti i giorni dell'anno. Ad esempio, se stai cercando un sistema medio-piccolo per una casa o una piccola impresa, il nostroPotenza domestica del sistema solare 10kw(e le nostre configurazioni più grandi da 20-100 kW) sono progettati tenendo presente la tolleranza all'ombra. Se disponi già di un sistema con prestazioni insufficienti, ci sono degli aggiornamenti: aggiungi microinverter alle stringhe ombreggiate, in modo che ogni pannello abbia il proprio inseguitore MPP, o limita i pannelli per dividere quelli ombreggiati e non ombreggiati in stringhe separate. Un altro trucco è tagliare gli alberi sporgenti (non consigliamo di tagliarli perché la maggior parte delle città ha regole al riguardo!) o regolare l'inclinazione del pannello se non è già ottimizzato per la tua latitudine.
E poiché trattiamo marchi rinomati, gridiamo il nostroSistema solare Growatt sulla grigliaGli inverter della linea Growatt sono appositamente costruiti con la tecnologia MPPT avanzata che gestisce l'ombreggiatura parziale in modo migliore rispetto ai modelli base. L'anno scorso abbiamo testato un inverter Growatt da 30 kW rispetto a un inverter di stringa standard su una stringa ombreggiata e la configurazione Growatt ha prodotto in media il 18% di potenza in più in un mese di test. Questo è il tipo di differenza nel mondo reale che si somma rapidamente per i sistemi da 20-100 kW: non è più necessario buttare via soldi perché un ramo di un albero è fuori posto.
Aspetta, non dimentichiamo i sistemi trifase, che sono molto comuni per le configurazioni commerciali da 20-100 kW. Molte persone non si rendono conto che anche l'ombreggiatura può alterare l'equilibrio tra le fasi. Se una fase del sistema trifase è ombreggiata più delle altre due, può causare squilibri di tensione che fanno lavorare di più l'intero inverter, con conseguenti costi di manutenzione più elevati e una durata dell'inverter più breve. Ecco perché il nostroSistema solare trifase su griglia da 10 kW(e le nostre opzioni trifase più grandi da 30, 50, 100 kW) sono calibrati per mantenere l'equilibrio di fase anche quando alcuni pannelli sono in ombra: lo teniamo in considerazione nella progettazione fin dal primo giorno, quindi non devi affrontare quel grattacapo extra.
Concludiamo spiegando cosa tutto questo significa per te, che tu sia un imprenditore che sta valutando le sue opzioni solari o qualcuno che gestisce uno spazio multi-proprietà. L'ombreggiamento non è solo un piccolo problema: per i sistemi da 20-100 kW, può costare decine di migliaia di dollari in perdita di produzione, apparecchiature danneggiate e bollette più elevate nel corso di oltre 25 anni di vita del sistema. La buona notizia è che la maggior parte di questi problemi è evitabile con una pianificazione adeguata, attrezzature di qualità e piccole modifiche alla configurazione. Non ci limitiamo a vendere sistemi solari: lavoriamo con te per verificare la tua proprietà, progettare un'installazione che funzioni attorno a qualsiasi ombreggiatura di cui disponi e assicurarci che tu riceva ogni kw per cui hai pagato. Se sei pronto a smettere di lasciare soldi sul tavolo a causa dell'ombreggiamento, contattaci per parlare delle tue esigenze, dimensionare un sistema adatto alla tua gamma da 20kw a 100kw e ottenere la configurazione affidabile e ad alte prestazioni che meriti.