Επιστήμονες από την Ινδία μελέτησαν σε πειραματικό στάδιο την επίδραση της σκιάς στην τάση, το ρεύμα και την ισχύ σε φωτοβολταϊκές μονάδες και συστοιχίες.
Για να μπορέσουν να προχωρήσουν στις μετρήσεις χρησιμοποίησαν διάφορα στρώματα από σκίαστρα για να εντοπίσουν ένα κρίσιμο σημείο, μετά από το οποίο η τιμή του ρεύματος του συστήματος και η μέγιστη ισχύς μένουν ανεπηρέαστες από την σκιά. «Η ενεργειακή απόδοση ενός φωτοβολταϊκού συστήματος μπορεί να μειωθεί κατά τη μερική σκίαση, καθώς η μέγιστη ισχύς του φωτοβολταϊκού συστήματος μπορεί να μειωθεί δραστικά. Αυτή η εργασία καλύπτει μια διαφορετική πτυχή της σκίασης, δηλαδή την ένταση σκίασης και την επίδρασή της στις παραμέτρους απόδοσης», τόνισαν οι ερευνητές.
Το πείραμα πραγματοποιήθηκε σε ένα ηλιακό εργοστάσιο ισχύος 119 KW που βρίσκεται στη στέγη του Πανεπιστημίου Aligarh Muslim. Αυτό το εργοστάσιο αποτελείται από 19 συστοιχίες, κάθε μία με 20 φωτοβολταϊκές μονάδες συνδεδεμένες σε σειρά. Οι μονάδες έχουν γωνία κλίσης 27 μοιρών και ονομαστική ισχύ 315 W. Οι μετρήσεις σκίασης έγιναν στις μονάδες μιας συστοιχίας. «Παρατηρήθηκε από την καταγραφή δεδομένων ότι η μερική σκίαση ή η μεταβολή της έντασης σκίασης έχει αμελητέα επίδραση στην τάση του συστήματος, ενώ το ρεύμα δείχνει σημαντική επίδραση και επομένως η ισχύς», δήλωσαν οι ακαδημαϊκοί. Για παράδειγμα, σε μια συστοιχία σκιασμένη από δύο στρώματα σκίαστρου, η ισχύς μετρήθηκε στα 28,4 W, το ρεύμα στα 38 A και η τάση στα 245 V, ενώ μια συστοιχία σκιασμένη με τέσσερα στρώματα έδειξε 22,5 W, 23,5 A και 243 V, αντίστοιχα. Μια μη σκιασμένη συστοιχία παρήγαγε 30,7 W ισχύος, 418 A ρεύματος και 244 V τάσης.
«Από τις μετρήσεις, βλέπουμε ότι η τυπική απόκλιση έως και το πρώτο τέταρτο στρώμα είναι σημαντική για το ρεύμα και την ισχύ, αλλά είναι ασήμαντη για το 5ο έως το 8ο στρώμα σκίασης, ενώ για την τάση παραμένει ασήμαντη και στα δύο διαστήματα», τονίζεται στη μελέτη. Το κρίσιμο σημείο της έντασης σκίασης είναι εκείνο το σημείο όπου η τιμή του ρεύματος του συστήματος και η μέγιστη ισχύς γίνονται ανεπηρέαστες από την ένταση σκίασης. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, ενώ πέντε στρώματα σκίαστρου είχαν ως αποτέλεσμα 17,8 W, 22 A και 241 V, στην περίπτωση οκτώ στρωμάτων σκίασης, οι μετρήσεις άλλαξαν σε 14,7 W, 19,8 A και 241 V. Στην περίπτωση των έξι στρωμάτων, οι μετρήσεις έδειξαν 16,3 W, 20,6 A και 241 V, ενώ στην περίπτωση των επτά στρωμάτων, τα αποτελέσματα μετρήθηκαν στα 14,9 W, 20,5 A και 242 V.
«Περισσότερες πειραματικές και προσομοιωτικές μελέτες για το ‘κρίσιμο σημείο’, η σχέση μεταξύ έντασης σκίασης και τάσης, ρεύματος και ισχύος, θα είναι χρήσιμες στον προγραμματισμό και την πρόβλεψη οποιουδήποτε ηλιακού εργοστασίου», κατέληξε η ερευνητική ομάδα. «Εάν είναι γνωστό το κρίσιμο σημείο, μπορεί να μειωθεί κάποια περιττή αναδιαμόρφωση, καθώς το φωτοβολταϊκό σύστημα γίνεται ανεπηρέαστο από την ένταση σκίασης όταν επιτυγχάνεται το κρίσιμο σημείο.»
