Solarna Panela Fotowoltaiczna
Jeśli panele fotowoltaiczne składają się z pojedynczych ogniw fotowoltaicznych połączonych ze sobą, toPanele fotowoltaiczne słoneczne, znana również po prostu jakoPanele słoneczneto system składający się z grupy połączonych ze sobą paneli słonecznych.
Panele fotowoltaiczne to zatem wiele paneli słonecznych połączonych elektrycznie, tworząc znacznie większą instalację PV (system PV) zwaną panelem, a im większa całkowita powierzchnia panelu, tym więcej energii słonecznej wyprodukuje.
Kompletny system fotowoltaiczny wykorzystuje sieć fotowoltaiczną jako główne źródło zasilania elektrycznego. Ilość energii słonecznej produkowanej przez pojedynczy panel lub moduł fotowoltaiczny nie jest wystarczająca do ogólnego użytku.
Większość producentów produkuje standardowe panele fotowoltaiczne o napięciu wyjściowym 12V lub 24V. Łącząc wiele pojedynczych paneli PV szeregowo (dla wyższego zapotrzebowania) i równolegle (dla wyższego zapotrzebowania prądowego), układ PV generuje pożądaną moc.
Panele fotowoltaiczne
Ogniwa i panele fotowoltaiczne przekształcają energię słoneczną w prąd stały (DC). Połączenie paneli słonecznych w pojedynczej instalacji fotowoltaicznej jest takie samo jak w ogniwach PV w jednym panelu.
Panele w tablicy mogą być połączone elektrycznie w szeregu, równolegle lub w mieszankę obu tych elementów, ale zazwyczaj wybiera się połączenie szeregowe, aby zwiększyć napięcie wyjściowe. Na przykład, gdy dwa panele słoneczne są połączone szeregowo, ich napięcie jest podwajane, a prąd pozostaje taki sam.
Rozmiar instalacji fotowoltaicznej może składać się z kilku pojedynczych modułów lub paneli fotowoltaicznych połączonych ze sobą w środowisku miejskim i zamontowanych na dachu, lub może składać się z setek paneli fotowoltaicznych połączonych ze sobą na polu, aby zasilić całe miasto lub dzielnicę. Elastyczność modułowej instalacji fotowoltaicznej (PV) pozwala projektantom tworzyć systemy energii słonecznej, które mogą zaspokoić szeroki wachlarz potrzeb elektrycznych, niezależnie od ich wielkości czy wielkości.
Ważne jest, aby pamiętać, że panele fotowoltaiczne lub moduły różnych producentów nie powinny być mieszane w jednej matrycy, nawet jeśli ich moc, napięcie lub prąd wyjściowe są nominalnie podobne. Dzieje się tak, ponieważ różnice w charakterystykach I-V ogniwa słonecznego oraz ich odpowiedzi spektralnej prawdopodobnie powodują dodatkowe straty w zakresie niezgodności w sieci, co zmniejsza jej ogólną efektywność.
Charakterystyka elektryczna sieci fotowoltaicznej
Charakterystyki elektryczne matrycy fotowoltaicznej są podsumowane w zależności między prądem wyjściowym a napięciem. Ilość i intensywność promieniowania słonecznego (nasłonecznienie) kontrolują ilość prądu wyjściowego (I), a temperatura pracy ogniw słonecznych wpływa na napięcie wyjściowe (V) tablicy fotowoltaicznej. Krzywe paneli fotowoltaicznych (I-V), które podsumowują zależność między prądem a napięciem, są podawane przez producentów i są przedstawione jako:
Parametry paneli słonecznych
VOC = napięcie w obwodzie otwartym:– Jest to maksymalne napięcie, jakie matryca zapewnia, gdy zaciski nie są podłączone do żadnego obciążenia (stan otwarty obwodu). Ta wartość jest znacznie wyższa niż Vmax, co odnosi się do działania matrycy PV ustalonej przez obciążenie. Ta wartość zależy od liczby paneli fotowoltaicznych połączonych szeregowo.
ISC = prąd zwarcia– Maksymalny prąd dostarczany przez matrycę PV, gdy złącza wyjściowe są zwarte razem (stan zwarcia). Ta wartość jest znacznie wyższa niż Imax, który odnosi się do normalnego prądu obwodu roboczego.
Pmax = maksymalna moc punktu– Odnosi się to do momentu, w którym moc dostarczana przez macierz podłączoną do obciążenia (baterie, falowniki) osiąga maksymalną wartość, gdzie Pmax = Imax x Vmax. Maksymalna moc w instalacji fotowoltaicznej mierzona jest w watach (W) lub szczytowych watach (Wp).
FF = współczynnik wypełnienia –Współczynnik wypełnienia to zależność między maksymalną mocą, jaką macierz faktycznie może dostarczyć w normalnych warunkach pracy, a iloczynem napięcia obwodu otwartego i prądu zwarcia ( Voc x Isc ). Ta wartość współczynnika wypełnienia daje wyobrażenie o jakości matrycy i im bliższy jest współczynnik wypełnienia 1 (jedność), Im więcej mocy może dostarczyć ta macierza. Typowe wartości mieszczą się w przedziale od 0,7 do 0,8.
% eff = procent sprawności –Sprawność instalacji fotowoltaicznej to stosunek maksymalnej mocy elektrycznej, jaką może wygenerować, do ilości promieniowania słonecznego padającego na panel. Sprawność typowej instalacji słonecznej jest zazwyczaj niska, około 10-12%, w zależności od rodzaju ogniw (monokrystalicznych, polikrystalicznych, amorficznych lub cienkowarstwowych).
Charakterystyki fotowoltaicznych I-V dostarczają projektantom informacji potrzebnych do skonfigurowania systemów działających jak najbliżej maksymalnego szczytowego punktu mocy. Szczytowy punkt mocy mierzy się, gdy moduł fotowoltaiczny generuje maksymalną moc pod wpływem promieniowania słonecznego równego 1000 watów na metr kwadratowy, 1000 W/m2 lub 1 kW/m2. Rozważ poniższy obwód.
Połączenia matryc fotowoltaicznych
Ta prosta tablica fotowoltaiczna powyżej składa się z czterech modułów fotowoltaicznych, jak pokazano, tworząc dwie równoległe gałęzie, w których znajdują się dwa panele fotowoltaiczne połączone elektrycznie, tworząc obwód szeregowy. Napięcie wyjściowe z matrycy będzie więc równe szeregowemu połączeniu paneli PV, a w naszym powyższym przykładzie oblicza się je jako: Vout = 12V + 12V = 24 Volt.
Prąd wyjściowy będzie równy sumie równoległych prądów gałęzi. Jeśli założymy, że każdy panel fotowoltaiczny generuje 3,75 ampera przy pełnym słońcu, całkowity prąd (IT) będzie równy: IT = 3,75A + 3,75A = 7,5 amperów. Wtedy maksymalną moc układu fotowoltaicznego przy pełnym słońcu można obliczyć jako: Pout = V x I = 24 x 7,5 = 180W.
Układ fotowoltaiczny osiąga maksymalną moc 180 watów w pełnym słońcu, ponieważ maksymalna moc wyjściowa każdego panelu lub modułu wynosi 45 watów (12V x 3,75A). Jednak ze względu na różne poziomy promieniowania słonecznego, efekt temperatury, straty elektryczne itp., rzeczywista maksymalna moc wyjściowa jest zwykle znacznie mniejsza niż obliczone 180 watów. Następnie możemy przedstawić nasze charakterystyki fotowoltaicznych jako następujące
Charakterystyka matryc fotowoltaicznych
Diody obejściowe w matrycach fotowoltaicznych
Ogniwa fotowoltaiczne i diody to zarówno urządzenia półprzewodnikowe, wykonane z materiału krzemowego typu P oraz krzemu typu N, połączonych ze sobą. W przeciwieństwie do ogniwa fotowoltaicznego, które generuje napięcie pod wpływem światła, diody złącza PN działają jak półprzewodnikowy zawór jednokierunkowy, który pozwala przepływać prądowi tylko w jednym kierunku.
Zaletą tego jest to, że diody mogą blokować przepływ prądu elektrycznego z innych części obwodu słonecznego. W przypadku stosowania w panelach fotowoltaicznych, tego typu diody krzemowe nazywane są zazwyczaj diodami blokującymi.
W poprzednim poradniku o panelach fotowoltaicznych widzieliśmy, że "diody obejściowe" są stosowane równolegle z jednym lub kilkoma ogniwami fotowoltaicznymi, aby zapobiec przegrzewaniu się prądów z dobrych, dobrze wystawionych na światło słonecznym ogniwom PV i spalaniu słabych lub częściowo zacienionych ogniw PV, zapewniając ścieżkę prądu wokół uszkodzonego ogniwa. Diody blokujące są używane inaczej niż diody obejściowe.
Diody obejściowe są zwykle połączone "równolegle" z ogniwem lub panelem PV, aby przekierować prąd wokół niego, natomiast diody blokujące są połączone "szeregowo" z panelami PV, aby zapobiec powrotnemu przepływowi prądu do nich. Diody blokujące różnią się więc od diod obejściowych, chociaż w większości przypadków dioda fizycznie jest taka sama, ale są one inaczej zamontowane i pełnią różne funkcje. Rozważ naszą fotowoltaiczną baterię słoneczną poniżej.
Diody w matrycach fotowoltaicznych
Jak już wspomnieliśmy, diody to urządzenia, które pozwalają na przepływ prądu tylko w jednym kierunku. Diody pokolorowane na zielono to znane diody obejściowe, jedna równoległa do każdego panelu PV, aby zapewnić niską rezystancję wokół panelu. Jednak dwie diody zabarwione na czerwono nazywane są "diodami blokującymi", po jednej w szeregu z każdą gałęzią szeregową. Te diody blokujące zapewniają, że prąd elektryczny wypływa tylko POZA szeregową matrycą do zewnętrznego obciążenia, kontrolera lub baterii.
Powodem tego jest zapobieganie przepływowi prądu generowanego przez inne równolegle podłączone panele fotowoltaiczne w tej samej sieci przez słabszą (zacienioną) sieć oraz zapobieganie rozładowaniu lub rozładowaniu się całkowicie naładowanych baterii przez sieć PV w nocy. Dlatego gdy wiele paneli PV jest połączonych równolegle, w każdej równolegle połączonej gałęzi powinny być stosowane diody blokujące.
Ogólnie rzecz biorąc, diody blokujące stosuje się w matrycach PV, gdy istnieją dwie lub więcej równoległych gałęzi lub istnieje możliwość, że część matrycy stanie się częściowo zacieniona w ciągu dnia, gdy słońce przesuwa się po niebie. Rozmiar i typ użytej diody blokującej zależy od rodzaju matrycy fotowoltaicznej. Dostępne są dwa typy diod dla paneli słonecznych: dioda krzemowa z łączem PN oraz dioda barierowa Schottky'ego. Oba są dostępne w szerokim zakresie mocy prądu.
Dioda barierowa Schottky'ego ma znacznie mniejszy spadek napięcia przewodzenia, wynoszący około 0,4 wolta, w porównaniu do 0,7 V diod PN w urządzeniu krzemowym. Ten niższy spadek napięcia pozwala na oszczędność jednego pełnego ogniwa PV w każdej gałęzi szeregowej panelu, dzięki czemu macierz jest bardziej wydajna, ponieważ w diodzie blokującej jest mniej energii. Większość producentów umieszcza diody blokujące w swoich modułach PV, co upraszcza konstrukcję.
Zbuduj własną instalację fotowoltaiczną
Ilość odbieranego promieniowania słonecznego oraz dzienne zapotrzebowanie na energię to dwa czynniki decydujące o projektowaniu instalacji fotowoltaicznych i systemów energii słonecznej. Instalacja fotowoltaiczna musi być dobrana tak, aby sprostać zapotrzebowaniu na obciążenie i uwzględnić ewentualne straty systemu, podczas gdy zacienienie dowolnej części paneli słonecznej znacząco zmniejszy wydajność całego systemu.
Jeśli panele słoneczne są połączone elektrycznie szeregowo, prąd w każdym panelu będzie taki sam, a jeśli panele są częściowo zacienione, nie mogą generować takiej samej ilości prądu. Panele PV z zacienieniem rozpraszają moc i odpady w postaci ciepła, a nie je wytwarzają, a zastosowanie diod obejściowych pomoże zapobiec takim problemom, zapewniając alternatywną ścieżkę prądu.
Diody blokujące nie są wymagane w systemach w pełni połączonych szeregowo, ale powinny być używane, aby zapobiec przepływowi prądu wstecznego z baterii do panelu w nocy lub przy niskim naświetleniu słonecznym. W każdym projektowaniu należy uwzględnić także inne warunki klimatyczne poza światłem słonecznym.
Ponieważ napięcie wyjściowe ogniwa krzemowego jest parametrem związanym z temperaturą, projektant musi być świadomy panujących dziennych temperatur, zarówno ekstremalnych (wysokich, jak i niskich), jak i sezonowych wahań. Dodatkowo, przy projektowaniu konstrukcji montażowej należy uwzględnić deszcz i opady śniegu. Obciążenie wiatrem jest szczególnie istotne w instalacjach na szczytach gór.
W naszym kolejnym samouczku o "Energii słonecznej" przyjrzymy się, jak możemy wykorzystać półprzewodnikowe panele fotowoltaiczne i panele słoneczne jako część samodzielnego systemu PV do generowania energii dla zastosowań poza siecią.
Jeśli panele fotowoltaiczne składają się z pojedynczych ogniw fotowoltaicznych połączonych ze sobą, toPanele fotowoltaiczne słoneczne, znana również po prostu jakoPanele słoneczneto system składający się z grupy połączonych ze sobą paneli słonecznych.
Panele fotowoltaiczne to zatem wiele paneli słonecznych połączonych elektrycznie, tworząc znacznie większą instalację PV (system PV) zwaną panelem, a im większa całkowita powierzchnia panelu, tym więcej energii słonecznej wyprodukuje.
Kompletny system fotowoltaiczny wykorzystuje sieć fotowoltaiczną jako główne źródło zasilania elektrycznego. Ilość energii słonecznej produkowanej przez pojedynczy panel lub moduł fotowoltaiczny nie jest wystarczająca do ogólnego użytku.
Większość producentów produkuje standardowe panele fotowoltaiczne o napięciu wyjściowym 12V lub 24V. Łącząc wiele pojedynczych paneli PV szeregowo (dla wyższego zapotrzebowania) i równolegle (dla wyższego zapotrzebowania prądowego), układ PV generuje pożądaną moc.
Panele fotowoltaiczne
Ogniwa i panele fotowoltaiczne przekształcają energię słoneczną w prąd stały (DC). Połączenie paneli słonecznych w pojedynczej instalacji fotowoltaicznej jest takie samo jak w ogniwach PV w jednym panelu.
Panele w tablicy mogą być połączone elektrycznie w szeregu, równolegle lub w mieszankę obu tych elementów, ale zazwyczaj wybiera się połączenie szeregowe, aby zwiększyć napięcie wyjściowe. Na przykład, gdy dwa panele słoneczne są połączone szeregowo, ich napięcie jest podwajane, a prąd pozostaje taki sam.
Rozmiar instalacji fotowoltaicznej może składać się z kilku pojedynczych modułów lub paneli fotowoltaicznych połączonych ze sobą w środowisku miejskim i zamontowanych na dachu, lub może składać się z setek paneli fotowoltaicznych połączonych ze sobą na polu, aby zasilić całe miasto lub dzielnicę. Elastyczność modułowej instalacji fotowoltaicznej (PV) pozwala projektantom tworzyć systemy energii słonecznej, które mogą zaspokoić szeroki wachlarz potrzeb elektrycznych, niezależnie od ich wielkości czy wielkości.
Ważne jest, aby pamiętać, że panele fotowoltaiczne lub moduły różnych producentów nie powinny być mieszane w jednej matrycy, nawet jeśli ich moc, napięcie lub prąd wyjściowe są nominalnie podobne. Dzieje się tak, ponieważ różnice w charakterystykach I-V ogniwa słonecznego oraz ich odpowiedzi spektralnej prawdopodobnie powodują dodatkowe straty w zakresie niezgodności w sieci, co zmniejsza jej ogólną efektywność.
Charakterystyka elektryczna sieci fotowoltaicznej
Charakterystyki elektryczne matrycy fotowoltaicznej są podsumowane w zależności między prądem wyjściowym a napięciem. Ilość i intensywność promieniowania słonecznego (nasłonecznienie) kontrolują ilość prądu wyjściowego (I), a temperatura pracy ogniw słonecznych wpływa na napięcie wyjściowe (V) tablicy fotowoltaicznej. Krzywe paneli fotowoltaicznych (I-V), które podsumowują zależność między prądem a napięciem, są podawane przez producentów i są przedstawione jako:
Parametry paneli słonecznych
VOC = napięcie w obwodzie otwartym:– Jest to maksymalne napięcie, jakie matryca zapewnia, gdy zaciski nie są podłączone do żadnego obciążenia (stan otwarty obwodu). Ta wartość jest znacznie wyższa niż Vmax, co odnosi się do działania matrycy PV ustalonej przez obciążenie. Ta wartość zależy od liczby paneli fotowoltaicznych połączonych szeregowo.
ISC = prąd zwarcia– Maksymalny prąd dostarczany przez matrycę PV, gdy złącza wyjściowe są zwarte razem (stan zwarcia). Ta wartość jest znacznie wyższa niż Imax, który odnosi się do normalnego prądu obwodu roboczego.
Pmax = maksymalna moc punktu– Odnosi się to do momentu, w którym moc dostarczana przez macierz podłączoną do obciążenia (baterie, falowniki) osiąga maksymalną wartość, gdzie Pmax = Imax x Vmax. Maksymalna moc w instalacji fotowoltaicznej mierzona jest w watach (W) lub szczytowych watach (Wp).
FF = współczynnik wypełnienia –Współczynnik wypełnienia to zależność między maksymalną mocą, jaką macierz faktycznie może dostarczyć w normalnych warunkach pracy, a iloczynem napięcia obwodu otwartego i prądu zwarcia ( Voc x Isc ). Ta wartość współczynnika wypełnienia daje wyobrażenie o jakości matrycy i im bliższy jest współczynnik wypełnienia 1 (jedność), Im więcej mocy może dostarczyć ta macierza. Typowe wartości mieszczą się w przedziale od 0,7 do 0,8.
% eff = procent sprawności –Sprawność instalacji fotowoltaicznej to stosunek maksymalnej mocy elektrycznej, jaką może wygenerować, do ilości promieniowania słonecznego padającego na panel. Sprawność typowej instalacji słonecznej jest zazwyczaj niska, około 10-12%, w zależności od rodzaju ogniw (monokrystalicznych, polikrystalicznych, amorficznych lub cienkowarstwowych).
Charakterystyki fotowoltaicznych I-V dostarczają projektantom informacji potrzebnych do skonfigurowania systemów działających jak najbliżej maksymalnego szczytowego punktu mocy. Szczytowy punkt mocy mierzy się, gdy moduł fotowoltaiczny generuje maksymalną moc pod wpływem promieniowania słonecznego równego 1000 watów na metr kwadratowy, 1000 W/m2 lub 1 kW/m2. Rozważ poniższy obwód.
Połączenia matryc fotowoltaicznych
Ta prosta tablica fotowoltaiczna powyżej składa się z czterech modułów fotowoltaicznych, jak pokazano, tworząc dwie równoległe gałęzie, w których znajdują się dwa panele fotowoltaiczne połączone elektrycznie, tworząc obwód szeregowy. Napięcie wyjściowe z matrycy będzie więc równe szeregowemu połączeniu paneli PV, a w naszym powyższym przykładzie oblicza się je jako: Vout = 12V + 12V = 24 Volt.
Prąd wyjściowy będzie równy sumie równoległych prądów gałęzi. Jeśli założymy, że każdy panel fotowoltaiczny generuje 3,75 ampera przy pełnym słońcu, całkowity prąd (IT) będzie równy: IT = 3,75A + 3,75A = 7,5 amperów. Wtedy maksymalną moc układu fotowoltaicznego przy pełnym słońcu można obliczyć jako: Pout = V x I = 24 x 7,5 = 180W.
Układ fotowoltaiczny osiąga maksymalną moc 180 watów w pełnym słońcu, ponieważ maksymalna moc wyjściowa każdego panelu lub modułu wynosi 45 watów (12V x 3,75A). Jednak ze względu na różne poziomy promieniowania słonecznego, efekt temperatury, straty elektryczne itp., rzeczywista maksymalna moc wyjściowa jest zwykle znacznie mniejsza niż obliczone 180 watów. Następnie możemy przedstawić nasze charakterystyki fotowoltaicznych jako następujące
Charakterystyka matryc fotowoltaicznych
Diody obejściowe w matrycach fotowoltaicznych
Ogniwa fotowoltaiczne i diody to zarówno urządzenia półprzewodnikowe, wykonane z materiału krzemowego typu P oraz krzemu typu N, połączonych ze sobą. W przeciwieństwie do ogniwa fotowoltaicznego, które generuje napięcie pod wpływem światła, diody złącza PN działają jak półprzewodnikowy zawór jednokierunkowy, który pozwala przepływać prądowi tylko w jednym kierunku.
Zaletą tego jest to, że diody mogą blokować przepływ prądu elektrycznego z innych części obwodu słonecznego. W przypadku stosowania w panelach fotowoltaicznych, tego typu diody krzemowe nazywane są zazwyczaj diodami blokującymi.
W poprzednim poradniku o panelach fotowoltaicznych widzieliśmy, że "diody obejściowe" są stosowane równolegle z jednym lub kilkoma ogniwami fotowoltaicznymi, aby zapobiec przegrzewaniu się prądów z dobrych, dobrze wystawionych na światło słonecznym ogniwom PV i spalaniu słabych lub częściowo zacienionych ogniw PV, zapewniając ścieżkę prądu wokół uszkodzonego ogniwa. Diody blokujące są używane inaczej niż diody obejściowe.
Diody obejściowe są zwykle połączone "równolegle" z ogniwem lub panelem PV, aby przekierować prąd wokół niego, natomiast diody blokujące są połączone "szeregowo" z panelami PV, aby zapobiec powrotnemu przepływowi prądu do nich. Diody blokujące różnią się więc od diod obejściowych, chociaż w większości przypadków dioda fizycznie jest taka sama, ale są one inaczej zamontowane i pełnią różne funkcje. Rozważ naszą fotowoltaiczną baterię słoneczną poniżej.
Diody w matrycach fotowoltaicznych
Jak już wspomnieliśmy, diody to urządzenia, które pozwalają na przepływ prądu tylko w jednym kierunku. Diody pokolorowane na zielono to znane diody obejściowe, jedna równoległa do każdego panelu PV, aby zapewnić niską rezystancję wokół panelu. Jednak dwie diody zabarwione na czerwono nazywane są "diodami blokującymi", po jednej w szeregu z każdą gałęzią szeregową. Te diody blokujące zapewniają, że prąd elektryczny wypływa tylko POZA szeregową matrycą do zewnętrznego obciążenia, kontrolera lub baterii.
Powodem tego jest zapobieganie przepływowi prądu generowanego przez inne równolegle podłączone panele fotowoltaiczne w tej samej sieci przez słabszą (zacienioną) sieć oraz zapobieganie rozładowaniu lub rozładowaniu się całkowicie naładowanych baterii przez sieć PV w nocy. Dlatego gdy wiele paneli PV jest połączonych równolegle, w każdej równolegle połączonej gałęzi powinny być stosowane diody blokujące.
Ogólnie rzecz biorąc, diody blokujące stosuje się w matrycach PV, gdy istnieją dwie lub więcej równoległych gałęzi lub istnieje możliwość, że część matrycy stanie się częściowo zacieniona w ciągu dnia, gdy słońce przesuwa się po niebie. Rozmiar i typ użytej diody blokującej zależy od rodzaju matrycy fotowoltaicznej. Dostępne są dwa typy diod dla paneli słonecznych: dioda krzemowa z łączem PN oraz dioda barierowa Schottky'ego. Oba są dostępne w szerokim zakresie mocy prądu.
Dioda barierowa Schottky'ego ma znacznie mniejszy spadek napięcia przewodzenia, wynoszący około 0,4 wolta, w porównaniu do 0,7 V diod PN w urządzeniu krzemowym. Ten niższy spadek napięcia pozwala na oszczędność jednego pełnego ogniwa PV w każdej gałęzi szeregowej panelu, dzięki czemu macierz jest bardziej wydajna, ponieważ w diodzie blokującej jest mniej energii. Większość producentów umieszcza diody blokujące w swoich modułach PV, co upraszcza konstrukcję.
Zbuduj własną instalację fotowoltaiczną
Ilość odbieranego promieniowania słonecznego oraz dzienne zapotrzebowanie na energię to dwa czynniki decydujące o projektowaniu instalacji fotowoltaicznych i systemów energii słonecznej. Instalacja fotowoltaiczna musi być dobrana tak, aby sprostać zapotrzebowaniu na obciążenie i uwzględnić ewentualne straty systemu, podczas gdy zacienienie dowolnej części paneli słonecznej znacząco zmniejszy wydajność całego systemu.
Jeśli panele słoneczne są połączone elektrycznie szeregowo, prąd w każdym panelu będzie taki sam, a jeśli panele są częściowo zacienione, nie mogą generować takiej samej ilości prądu. Panele PV z zacienieniem rozpraszają moc i odpady w postaci ciepła, a nie je wytwarzają, a zastosowanie diod obejściowych pomoże zapobiec takim problemom, zapewniając alternatywną ścieżkę prądu.
Diody blokujące nie są wymagane w systemach w pełni połączonych szeregowo, ale powinny być używane, aby zapobiec przepływowi prądu wstecznego z baterii do panelu w nocy lub przy niskim naświetleniu słonecznym. W każdym projektowaniu należy uwzględnić także inne warunki klimatyczne poza światłem słonecznym.
Ponieważ napięcie wyjściowe ogniwa krzemowego jest parametrem związanym z temperaturą, projektant musi być świadomy panujących dziennych temperatur, zarówno ekstremalnych (wysokich, jak i niskich), jak i sezonowych wahań. Dodatkowo, przy projektowaniu konstrukcji montażowej należy uwzględnić deszcz i opady śniegu. Obciążenie wiatrem jest szczególnie istotne w instalacjach na szczytach gór.
W naszym kolejnym samouczku o "Energii słonecznej" przyjrzymy się, jak możemy wykorzystać półprzewodnikowe panele fotowoltaiczne i panele słoneczne jako część samodzielnego systemu PV do generowania energii dla zastosowań poza siecią.