تهديدات التظليل لكفاءة الطاقة الشمسية: الكشف عن المخاطر الخفية للتظليل الذاتي-والحلول لاستعادة 30% من فقدان الطاقة

تعمل الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) مع ضوء الشمس لتوليد طاقة كهربائية من خلال الخلايا الشمسية الكهروضوئية، باستخدام مادة شبه موصلة (السيليكون)، للسماح بإطلاق إلكترون عند تأثير الفوتونات التي تضرب المادة وتنتج تيارًا مباشرًا (DC) من حركة الإلكترون هذه. أصبح إنشاء التيار المتردد (AC)، والذي يمكن استخدامه، ممكنًا من خلال الحركة من التيار المستمر إلى التيار المتردد من خلال الأجهزة العكسية.
ومع ذلك، هناك مشكلة: طريقة توصيل الألواح الشمسية. عندما يتم توصيل الألواح الشمسية على التوالي، فإن سحب لوحة شمسية واحدة بعيدًا عن الدائرة للإصلاح/الصيانة أو إذا كانت مظللة، يؤثر على أداء الدائرة بأكملها. على سبيل المثال: عندما يتم تظليل 10% من اللوحة، يمكن أن ينخفض ​​إنتاج اللوحة الشمسية بنسبة تصل إلى 20% إلى 30%. إن تظليل 40٪ من الألواح الشمسية قد يؤدي إلى كفاءة تبلغ حوالي 20٪ فقط.

مشكلة الشجرة:يمكن لفرع واحد من الأشجار المتضخمة التي تتدلى من سقف منزلك أن يظلل الألواح الشمسية الخاصة بك خلال ساعات الذروة الشمسية ويمكن أن يؤثر على إنتاج الطاقة الشمسية لديك بنسبة هائلة تصل إلى 30-50٪.

الأوغاد السقف:يتحرك ضوء الشمس في فصل الشتاء بسرعة ويمكن أن يخلق تحولات كبيرة في الظلال الناتجة عن مداخن السقف ونوافذ السقف على سطح السقف.

الغبار والحطام:يمكن أن يتراكم غبار رقيق من الأوساخ والحطام على سطح الألواح الشمسية ويحاكي تأثيرات تظليل الألواح الشمسية إلكترونيًا. يمكن لغبار الألواح أن يظلل نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية بنسبة 5-20%.

لوحات ثنائية الوجه: تلتقط هذه الضوء المنعكس من الأسطح مثل الثلج أو الماء، وتعوض المناطق المظللة.

مزرعة الطاقة الشمسية الطازجة: قام أحد مزارع الكروم في كاليفورنيا بتثبيت أدوات تشذيب الأشجار الآلية لإبقاء الألواح نظيفة، والحفاظ على كفاءة بنسبة 92% على الرغم من العوائق الورقية.

مسرحيات قوة الذكاء الاصطناعي: أنظمة مثلالجيل القادم من EcoFlowاستخدم التعلم الآلي لضبط زوايا اللوحة تحت الظل الجزئي-مثل معلم اليوغا الشمسية.