음영은 태양광 시스템 설계에서 제어 가능한 최대 단일 수율 손실입니다. 간격이 좋지 않은 어레이는 행 간 음영으로 인해 연간 발전량의 5~15%를 잃을 수 있습니다. 이는 25년 프로젝트 수명 동안 수개월의 출력을 폐기하는 것과 같습니다. 행 간격을 올바르게 설정하는 것은 디자인 단계에서 가장 중요한 결정 중 하나입니다.

음영 손실이 불균형한 이유

스트링 인버터 시스템에서는 스트링의 모듈이 직렬로 작동합니다. 모듈의 맨 아래 행(또는 세로 모듈의 맨 아래 셀)이 앞 행에 의해 음영 처리될 때 단순히 비례 출력을 잃는 것은 아닙니다. 음영 처리된 부분은 직렬 회로에서 고저항 요소가 되어 바이패스 다이오드를 활성화하고 음영 처리된 셀 영역뿐 아니라 음영 처리된 모듈 전체의 출력을 잠재적으로 떨어뜨립니다. 이러한 불균형적인 손실은 음영 처리의 "끈 효과"입니다.

예를 들어, 낮은 태양 각도에서 부분적인 행 간 음영으로 인해 1개의 모듈이 50%의 출력을 손실하는 20개 모듈의 스트링은 2.5%(1/20 × 50%)가 아닌 15~25%의 스트링 출력 손실을 유발할 수 있습니다. 이것이 행 간격 최적화가 처음에 나타난 것보다 훨씬 더 중요한 이유입니다.

태양각 기하학

행 간 음영은 태양이 낮은 고도각에 있을 때 발생합니다. 일반적으로 아침과 저녁, 중위도에서 고위도 지역에서는 겨울 내내 하루 종일 발생합니다. 중요한 설계 매개변수는 앞줄이 뒤에 있는 모듈에 그림자를 드리우지 않는 최소 태양 고도 각도.

행 피치, 모듈 기울기, 모듈 높이 및 그림자 간의 관계는 다음과 같습니다.

항상 제로 셰이딩을 위한 설계에는 엄청난 간격이 필요하므로 경제적으로 비실용적입니다. 업계에서 인정되는 접근 방식은 이른 아침과 늦은 오후(조도도 낮고 에너지 손실이 미미한 경우)에 낮은 태양 각도에서 손실이 적으면서 하루에 최소 6~8시간 동안 행 간 음영이 없도록 설계하는 것입니다.

위도에 따른 행 간격

사이트 위도일반적인 경사각GCR(지면 피복률)행 간 셰이딩 손실 추정
10~20°(열대)10~15°0.40~0.501~3%
20~35°(아열대)20~25°0.35~0.452~4%
35~45°(지중해)25~30°0.30~0.403~6%
45–55°(유럽 대륙)30~35°0.25~0.354~8%
55°+(북부 유럽)35~40°0.20~0.305~10%

단축 추적기: 다양한 문제, 다양한 솔루션

단일 축 추적기(SAT)는 수평 참조에 대한 행 피치가 하루 종일 변경되므로 음영 기하 구조를 변경합니다. 대부분의 SAT 설치는 "역추적" 알고리즘을 사용합니다. 낮은 태양 고각에서 추적기는 인접한 행에 그림자를 드리우는 것을 방지하기 위해 수평 방향으로 뒤로 기울어집니다. 즉, 행 간 음영을 제거하기 위해 일부 출력 각도 최적화를 교환합니다. 역추적은 일반적으로 SAT 시스템의 음영으로 인해 손실될 연간 발전량의 2~5%를 복구합니다.

양면 모듈: 간격은 후면 수율에 영향을 미칩니다.

양면 모듈은 전면과 후면 모두에서 전력을 생성합니다. 후면은 지면에서 반사된 방사조도("알베도" 기여)를 포착합니다. 지면 적용 비율이 높을수록(열이 더 촘촘해짐) 각 모듈 후면에서 보이는 지면 영역이 줄어들어 후면 복사 조도가 줄어듭니다. 양면 모듈의 경우 최적의 GCR은 단면 모듈보다 낮으며(일반적으로 0.25~0.35) 추가 후면 생성의 5~15%에 대한 적절한 알베도 기여를 허용합니다. 시뮬레이션 도구(PVsyst, Bifacial_radiance)는 이를 명시적으로 모델링합니다.

쉐이딩 영향을 최소화하는 스트링 디자인

행 간격을 넘어서 문자열 구성은 음영 손실이 전파되는 방식에 영향을 미칩니다.