Come mitigare gli effetti dell'ombreggiamento sui pannelli solari?

Dato che l'ombra influisce molto sulla resa degli impianti fotovoltaici è fondamentale in fase di studio e progettazione tenere conto dell'ambiente circostante e calcolarne la presenza.
Infatti, al contrario di quanto si potrebbe pensare, l'influenza sulla resa energetica dell'ombra non è proporzionale alla superfice coperta dalle ombre.
Uno studio ha dimostrato, per esempio, che l'ombreggiamento di una sola di 36 celle di un pannello fotovoltaico riduce la potenza di uscita al 75% della potenza iniziale.

Detto questo come ovviare al problema? In 3 modi fondamentali:
1) Utilizzando una diversa configurazione delle stringhe
2) Utilizzando diodi bypass
3) Utilizzando l'elettronica di potenza a livello moduli

AGIRE SULLA CONFIGURAZIONE DELLE STRINGHE FOTOVOLTAICHE

Cioè: Più pannelli fotovoltaici connessi formano una stringa fotovoltaica ed a loro volta più stringhe possono essere messe in parallelo.
Se anziché connettere i pannelli in serie li connettessimo in parallelo potremmo ridurre l'effetto dell'ombreggiamento.
E' in realtà più difficile a dirsi cha a farsi e sicuramente l'immagine sotto chiarirà il concetto immediatamente.

I DIODI BYPASS

Sono piccoli strumenti all'interno del pannello fotovoltaico che consentono alla corrente elettrica di saltare le zone ombreggiate del modulo e così facendo l'energia può fluire regolarmente all'interno del pannello saltando le zone d'ombra che di fatto sono un blocco al flusso.
In realtà questo processo produce una perdita di energia necessaria ad aggirare l'ostacolo ma risulta comunque vantaggiosa rispetto all'energia che si perderebbe senza.

ELETTRONICA DI POTENZA A LIVELLO MODULI

Abbrieviato in inglese sarebbe MLPEs e sono dei dispositivi che permettono di aumentare le performance dei moduli fotovoltaici sia quando lavorano in condizioni ottimali sia in condizioni di ombreggiatura.
Sono utili perchè, oltre che a mitigare il problema dell'ombreggiatura, possono anche monitorare il rendimento a livello del modulo indicando anche eventuali problemi di rendimento.

Esistono due tipi di dispositivo:
1) Gli ottimizzatori
2) I microinverter

GLI OTTIMIZZATORI di potenza lavorano lato modulo ed ottimizzano la corrente in uscita dai moduli allo scopo di mantenere massima la potenza prodotta . Quando il pannello viene colpito dall'ombra la potenza in uscita si riduce e per reazione l'ottimizzatore riduce il voltaggio del modulo per ridurre al minimo la diminuzione di potenza e di conseguenza l'impatto sugli altri moduli.
I MICROINVERTER sono invece tanti piccoli inverter che al servizio di ogni modulo. Questi quindi convertono la corrente continua prodotta in corrente alternata invece che avere un unico inverter per ogni stringa. Il risultato è che ogni pannello sarà indipendente dall'incidenza dell'ombra eventuale su altri pannelli.
IL MIGLIORAMENTO derivato dall'uso di ottimizzatori o microinverter è stimato intorno al 17%.