Как дъждът влияе върху слънчевите панели

Слънчевите панели са съставени от фотоволтаични клетки, които преобразуват слънчевата светлина в електрическа енергия – без движещи се части, без замърсяване и без шум. Главният им недостатък е, че работят само при наличието на светлина. Дори частичен сенчест или дъждовен ден може да намали или напълно да спре производството на електроенергия.

Фотоволтаични клетки

Фотоволтаичните клетки се правят от полупроводникови материали. Два различно обработени "вида" полупроводник се поставят един върху друг, създавайки p‑n преход, който се държи като диод – позволява ток в едната посока, но блокира в обратната. При осветление клетката генерира ток, а в сянка тя се превръща в обратен диод с противоположно напрежение. Проблемът е, че отделните клетки не работят самостоятелно, а са свързани в серии.

Вътре в панела

За да се получи полезно напрежение и ток, множество клетки се съединяват в „стрингове“. При монокристални или поликристални силициеви клетки това се прави чрез поставяне на много клетки върху една ваферна плоча, след което ваферите се свързват в серия. Ако дори една клетка е засенчена, тя започва да "изсмуква" ток от съседните добри клетки, което значително намалява общата мощност. Този ефект може да се смекчи с помощта на bypass диоди, които заобикалят засенчените клетки. Поради технологичните ограничения, монокристалните и поликристалните клетки използват по-малко bypass диоди в сравнение с тънкослойните панели. Според симулационни изследвания (Quaschning & Hanitsch), засенчване само на 2 % от модула води до загуба на около 70 % от мощността.

Вътре в модула

Изходът от панелите се преобразува от инвертор, който превръща постоянния ток (DC) в променлив (AC) за домакинствата. Често множество панели се свързват в един "стринг инвертор". Ако един панел е засенчен, той оттегля ток от останалите, създавайки същия проблем като при засенчена клетка. За решаване на този проблем се използват микрo‑инвертори – малки устройства, монтирани на всеки панел поотделно, които изолират панела от влиянието на другите.

Облачни и дъждовни дни

Сенчестият ефект се дължи на неравномерност – когато една клетка или панел работи лошо, тя „влачe“ останалите надолу. При облачни или дъждовни дни обаче осветлението е по‑равномерно, така че мощността се намалява пропорционално, без драматични спадове. За подобряване на добива се препоръчва използването на двуосно следене (2‑axis tracking), при което панелите се ориентират директно към слънцето. Според проучване, такова следене увеличава улавянето на слънчева енергия с 30–50 %.