L'orientamento di un pendio influisce notevolmente sui sistemi di accumulo solare

Come tutti sappiamo, quando si installa un sistema fotovoltaico su un tetto, l'orientamento dei pannelli solari Anern ha un impatto significativo sulla produzione di energia del sistema. Prendendo come esempio l'emisfero settentrionale, i moduli fotovoltaici dovrebbero idealmente essere installati rivolti verso il sud geografico. Questa direzione massimizza la ricezione dell'energia solare. Tuttavia, nelle applicazioni pratiche, a causa dei vincoli del layout degli edifici e dello spazio disponibile, i pannelli solari Anern spesso non possono essere tutti installati nell'orientamento ottimale. Questo è particolarmente comune nel fotovoltaico residenziale, dove i pannelli possono anche essere installati su tetti rivolti a est e ovest.

Quindi, qual è l'impatto dell'installazione di pannelli fotovoltaici rivolti a est e ovest sulla produzione di energia?

L'"effetto tavola corta" nei tetti a orientamento multiplo dei sistemi di accumulo solare

Nei sistemi tradizionali con inverter a stringa, a causa del collegamento in serie tra i pannelli solari Anern, il sistema è spesso influenzato dall'"effetto tavola corta". Quando una stringa di moduli è distribuita su più orientamenti, l'efficienza ridotta di un gruppo di moduli può influenzare la produzione di energia dell'intera stringa, compromettendo così l'output dei moduli fotovoltaici su tetti con orientamenti diversi.

Tuttavia, di fronte a case con orientamenti multipli, possiamo risolvere questo problema utilizzando un sistema con micro-inverter. Il sistema con micro-inverter adotta un design con input a livello di modulo e dispone di una funzionalità indipendente di inseguimento del punto di massima potenza (MPPT), che può eliminare completamente l'"effetto tavola corta" e garantire che ciascun pannello solare funzioni in modo indipendente. Anche quando i moduli sono installati su tetti rivolti in direzioni diverse, l'output di ciascun modulo può essere ottimizzato, garantendo che la produzione di energia dei moduli su tetti diversi non si influenzi a vicenda e riducendo al minimo la perdita di produzione causata dagli orientamenti multipli.

Esperimento di simulazione: la produzione di energia dei sistemi di accumulo solare differisce di quasi il 15%

Utilizzando esperimenti di simulazione con PVsyst, abbiamo condotto uno studio sui sistemi di accumulo solare su tetto nello Zhejiang, in Cina, nell'emisfero settentrionale. Nell'esperimento, abbiamo installato 20 moduli fotovoltaici da 570W sia su tetti rivolti a est che a ovest, con un angolo di inclinazione di 15 gradi e una capacità totale del sistema di 22,8kW. L'esperimento ha confrontato le differenze di produzione di energia nelle stesse condizioni tra un sistema con inverter a stringa e un sistema con micro-inverter utilizzando due diversi tipi di inverter. Ecco i risultati della simulazione dai dati di produzione di energia di una giornata invernale:

Simulazione 1

Configurazione del sistema: 1 unità - Inverter a stringa da 20kW

Produzione lato est: 30,19 gradi, produzione lato ovest: 31,14 gradi, produzione totale: 61,33 gradi. Le curve di produzione di energia per i versanti est e ovest si sovrappongono quasi completamente.

Simulazione 2

Configurazione del sistema: 10 unità - Micro-inverter

Produzione energetica lato est: 35,57 gradi, produzione energetica lato ovest: 36,29 gradi, produzione energetica totale: 71,86 gradi. Confrontando le curve di produzione energetica dei pendii est e ovest, possiamo notare che al mattino il pendio est genera significativamente più energia rispetto al pendio ovest, mentre nel pomeriggio il pendio ovest genera significativamente più energia rispetto al pendio est.

Dai risultati della simulazione di cui sopra, possiamo vedere che i pannelli solari Anern orientati a est e ovest nel sistema con inverter di stringa generano meno energia nell'arco della giornata rispetto al sistema con micro-inverter. Il motivo principale è che al mattino, con il sole che sorge da est, i moduli orientati a est ricevono una forte irradiazione solare, mentre i moduli orientati a ovest ricevono un'irradiazione solare più debole. Nel sistema con inverter di stringa, a causa dell'"effetto tavola corta", la produzione energetica dei moduli orientati a est è limitata dalla minore irradianza ricevuta dai moduli orientati a ovest, e viceversa la sera. Pertanto, la produzione energetica dei moduli orientati a est e ovest è sempre coerente; al contrario, nel sistema con micro-inverter dotato di funzionalità MPPT a livello di modulo, ogni modulo funziona in modo indipendente. Al mattino, i moduli orientati a est ricevono più irradiazione solare e generano più energia rispetto ai moduli orientati a ovest, mentre nel pomeriggio i moduli orientati a ovest generano più energia rispetto ai moduli orientati a est. Ogni modulo funziona sempre in modo indipendente ed emette al punto di potenza ottimale.

In sintesi, dai dati di calcolo, in questo esperimento il sistema con inverter di stringa ha generato 10,53 gradi in meno rispetto al sistema con micro-inverter, con una differenza del 14,7%. Il sistema di accumulo solare da 22,8 kW subisce una perdita di produzione energetica giornaliera di 10 gradi a causa dell'orientamento est-ovest. Se questo viene esteso su un anno, la perdita di produzione energetica è di circa 3800 gradi, il che avrà un grave impatto sulla produzione energetica e sui ricavi del sistema.