Como o sombreamento afeta o desempenho do sistema de bombeamento solar
Na busca atual por agricultura sustentável e irrigação com eficiência energética, os sistemas de bombeamento solar estão ganhando popularidade devido à sua operação de custo zero e características ecologicamente corretas. No entanto, especialistas do setor alertaram recentemente que um fator frequentemente negligenciado — o sombreamento parcial — está se tornando um "assassino oculto" que pode reduzir significativamente o desempenho do sistema e até mesmo causar danos permanentes aos equipamentos.
Não se trata de uma redução simples, mas sim de um efeito "barrel.
Ao contrário da crença popular, o impacto do sombreamento nos sistemas de bombeamento solar vai muito além de simplesmente ": quanto maior a área bloqueada, menos energia gerada."
": "A questão central reside no projeto do circuito em série dos painéis solares", explicou o engenheiro Wang, de um importante instituto chinês de pesquisa em novas energias. ": "Um módulo padrão consiste em 60 ou 72 células conectadas em série. Sua corrente de saída é determinada não pela célula mais forte, mas pela mais fraca. Quando uma célula é completamente obscurecida por folhas, excrementos de pássaros, poeira ou mesmo pela sombra de um poste, ela deixa de ser um "gerador" e se torna um "resistor", consumindo energia de outras células e gerando calor, causando uma queda acentuada na corrente em toda a cadeia. "
Esse fenômeno, conhecido como efeito barril "" ou " efeito ponto quente, ", tem consequências devastadoras: mesmo que apenas 10% da superfície do painel seja bloqueada, a potência de todo o conjunto pode cair em mais de 50%, ou até mais. Para bombas de água solares, que dependem fortemente da geração de energia em tempo real, isso significa uma queda drástica na altura manométrica e na vazão de água.
Da estagnação do desempenho à falha de hardware, o sistema enfrenta múltiplos riscos
A reação em cadeia do sombreamento vai muito além da redução da produção de água:
● A bomba liga e desliga com frequência: Quando nuvens passam ou sombras se deslocam, a potência de saída do módulo oscila drasticamente em pontos críticos, fazendo com que o motor da bomba ligue e desligue com frequência. Esse choque repetido reduz significativamente a vida útil da bomba e do controlador.
● Desligamento completo do sistema: As bombas solares normalmente têm uma tensão inicial mínima ou um limite de potência. Quando o sombreamento faz com que a saída caia abaixo desse limite, todo o sistema para de funcionar, mesmo que ainda haja luz solar significativa.
● Danos em pontos críticos dos módulos:As células sombreadas continuam a aquecer, acelerando o envelhecimento e o amarelamento do material de encapsulamento (EVA) ao longo do tempo, levando à delaminação da célula e danos permanentes ao painel solar, representando um risco à segurança.
● Desequilíbrio entre oferta e demanda: Os sistemas de bombas solares são projetados para corresponder precisamente à curva de potência da bomba com as características de saída do painel solar. O sombreamento interrompe completamente essa correspondência, impedindo que o sistema opere com sua eficiência ideal.
A seleção do local científico e a manutenção regular são a chave
● A seleção do local é a primeira linha de defesa: Antes da instalação, avalie com precisão a trajetória da luz solar durante todo o ano para garantir que o local de instalação esteja livre de edifícios, postes de serviços públicos, chaminés ou árvores de crescimento rápido, do nascer ao pôr do sol.
● Manutenção diligente: Limpe os painéis regularmente (por exemplo, a cada duas semanas) para remover poeira, excrementos de pássaros e outros contaminantes e remova imediatamente as ervas daninhas ao redor para evitar a cobertura de neve no inverno.
● Otimizar o design do sistema: Para cenários onde as sombras não podem ser evitadas, tecnologias de eletrônica de potência em nível de componente (MLPE), como microinversores ou otimizadores de potência, podem ser consideradas. Essas tecnologias podem reduzir significativamente o impacto do sombreamento no sistema como um todo quando um único componente ou mesmo uma única célula é sombreado, mas isso aumentará o investimento inicial correspondente.
Garantir que os painéis solares estejam protegidos contra sombras durante toda a sua vida útil é fundamental para garantir a operação estável, eficiente e duradoura de todo o sistema de irrigação. Ao investir em energia verde, o custo de até mesmo uma sombra pode ser muito maior do que se imagina.
