Рассчитать

Гайд · Солнечные панели

Затенение солнечных панелей: почему даже малая тень вредит

Почему тень от дымохода, провода или ветки забирает больше энергии, чем её площадь, как работают байпасные диоды и как проверить место для панелей по длине тени в декабре.

Автор: Редакция SvitloPro Обновлено:

Содержание
  1. Почему малая тень — большая потеря
  2. Где тень длиннее всего
  3. Как проверить место
  4. Частые вопросы

Тень — самая дорогая ошибка при выборе места для панелей. Производители пишут об этом прямо: ищите место без деревьев, зданий и препятствий, особенно зимой, когда солнце ниже всего; затенение уменьшает отдачу, даже если заводские байпасные диоды смягчают потерю. Почему так, и как проверить своё место?

Почему малая тень — большая потеря

Ячейки в панели соединены последовательно, а последовательную цепь ограничивает слабое звено. Когда тень ложится на часть ячеек, они «душат» ток всех соседних. Чтобы не терять целую панель, производитель устанавливает байпасные диоды, которые обходят затенённый участок; потеря уменьшается, но не исчезает. Частично затенённая панель даёт также более низкое напряжение, а контроллер MPPT, по описанию Victron, в этом случае имеет явное преимущество перед PWM.

То же с цепями: если одна цепь панелей в тени, другие параллельные цепи питают её обратным током — поэтому в паспорте есть предел предохранителя. Тень — это не только вопрос выхода энергии, но и нагрузка на панели и кабели.

Где тень длиннее всего

Самая длинная тень — около 21 декабря, когда солнце ниже всего. Высоту солнца в полдень (по солнечному времени) можно оценить по формуле: 90° минус широта плюс или минус 23,44° (зимой минус, летом плюс). Длина тени — высота препятствия, делённая на тангенс этой высоты.

Длина тени = высота препятствия ÷ tg(высота солнца)

Высота солнца и длина тени, наш расчёт по формуле
ГородШиротаВысота солнца в полдень 21 декабряДлина тени от 1 м высоты в полдень в декабре, мВысота солнца в полдень 21 июня
Киев 50,45° 16,1° 3,5 63,0°
Львов 49,84° 16,7° 3,3 63,6°
Херсон 46,64° 19,9° 2,8 66,8°

Высота солнца и длина тени, наш расчёт по формуле

Таблицу можно листать вбок →

Пример: дерево или дымоход высотой 3 м в Киеве бросает в полдень в декабре тень длиной около 10 м — это может накрыть панели, стоящие на немалом расстоянии. Летом то же дерево даёт тень длиной около 1,5 м. Утром и вечером тень ещё длиннее, чем в полдень.

Как проверить место

  1. Шаг 1. Выберите худший день

    Смотрите на место так, будто сегодня 21 декабря: солнце ниже всего, а энергия нужна больше всего.

  2. Шаг 2. Найдите препятствия на юге

    Юг, юго-восток и юго-запад: дома, трубы, антенны, провода, деревья, соседние панели в рядах.

  3. Шаг 3. Посчитайте длину тени

    Высоту препятствия умножьте на значение из таблицы: это и есть длина тени в полдень, а утром и вечером длиннее.

  4. Шаг 4. Учтите сезон и листву

    Голое зимой дерево отбрасывает меньше тени, чем летом, но ветки тоже тень; летняя листва не мешает зимой, но мешает летом.

  5. Шаг 5. Убирайте локальные загрязнения

    Птичий помёт, листва, налёт на стекле — это та же локальная тень на ячейке; безопасная очистка — на странице об уходе.

Отдельно о горячих точках: в обзоре NREL главной проблемой систем, установленных за последние 10 лет, названы именно они. Их видно тепловизором, а диагностика и ремонт — задача сервиса, а не владельца.

Угол и направление панелей

Как наклон и ориентация меняют выработку в разных областях.

Частые вопросы

Решает ли MPPT проблему тени?

Не полностью. По описанию Victron, при частичном затенении MPPT имеет явное преимущество перед PWM, но энергию, которой нет, не вернуть: тень всё равно уменьшает выработку.

Почему PVGIS не видит мою тень?

Расчёт PVGIS не знает о ваших зданиях, деревьях и проводах. Местные препятствия проверяйте сами, по длине тени в декабре.

Связанные страницы

Источники: [1] Jinko Solar, Photovoltaic Module Installation Manual, edition 04/2020 (jinkosolar.com) — выбор места, байпасные диоды, обратный ток параллельных цепей; [2] Victron Energy, Technical Information «Which solar charge controller: PWM or MPPT?», 20.01.2020 — частичное затенение; [3] D. C. Jordan, T. J. Silverman, J. H. Wohlgemuth, S. R. Kurtz, K. T. VanSant, «Photovoltaic Failure and Degradation Modes», NREL (OSTI 1349023) — горячие точки; высота солнца и длина тени — наш расчёт по формуле 90° − широта ± 23,44°.

Читайте также

Обновлено:

  • Обе мощности — рабочая и пусковая
  • Энергия за отключение — в кВт·ч и часах
  • Без рекламы брендов — сравниваем классы
  • Безопасное подключение — только с электриком