Gölge, bir güneş santralinde en çok küçümsenen kayıptır. Panelin bir hücresine düşen gölge, seri bağlı dizinin tamamını etkiler; sonuç, gölgelenen alanla orantılı değildir. SolarSimPro yakın gölgeyi ışın izleme (ray tracing) ile hesaplar: güneşin yıl boyunca saat saat konumunu alır, her engelin gölgesini panel düzlemine düşürür ve kaybı sayıya çevirir.
Baca, parapet, klima ünitesi, asansör kulesi, komşu bina, ağaç ve panel sıralarının birbirine düşürdüğü gölge. Engeller üç boyutlu modellenir; yüksekliği ve konumu gölgeyi belirler.
Arazide sehpa sıralarının kışın öğle saatlerinde birbirini gölgelemesi. Sıra arası mesafesi ile üretim arasındaki dengeyi doğrudan görürsünüz.
Gölge, yıllık tek bir yüzde olarak değil, saat bazında hesaplanır; sabah ve akşam saatlerindeki kayıp ayrı görünür.
Hangi panellerin ne kadar etkilendiği yerleşim planı üzerinde görünür; sorunlu bölgeyi taşımak ya da o panelleri çıkarmak kararını veriye dayandırırsınız.
Arazi santrallerinde klasik yaklaşım, 21 Aralık öğlesinde gölgesiz kalacak sıra arası mesafesini seçmektir. Bu, gölgeyi sıfıra yaklaştırır ama aynı parsele daha az panel sığdırır. Gerçek soru şudur: ek metrekare mi, ek kWh mı daha değerli?
SolarSimPro bu kararı sayıya bağlar. Sıra arası mesafesini değiştirdiğinizde hem panel adedi hem gölge kaybı hem de yıllık üretim aynı anda güncellenir; fizibilite adımında bu değişim doğrudan geri ödeme süresine yansır. Böylece "kaç metre bırakalım" sorusu, kişisel alışkanlıkla değil kendi projenizin rakamlarıyla yanıtlanır.
Çatı santrallerinde kaybın kaynağı çoğunlukla çatının kendisidir. Parapet yüksekliği, baca ve havalandırma bacaları, klima dış üniteleri, asansör kulesi ve komşu binalar modele üç boyutlu olarak girer. Yerleşim üretilirken bu engellerin çevresinde bırakılması gereken açıklık dikkate alınır; sonra aynı engeller gölge analizinde gölge düşüren nesne olarak kullanılır.
Sonuç, "çatının %85'i doludur" gibi bir kabul değil, gerçekten monte edilebilir bir plan ve o planın ölçülmüş gölge kaybıdır.
Gölge analizi ayrı bir program değildir; tasarım akışının içindeki bir adımdır.
Gölge kaybı iki bileşenin ağırlıklı toplamıdır. Doğrudan güneş bileşeni ışın izlemeyle hesaplanır: güneşin o andaki konumundan panel yüzeyine ışın gönderilir ve yolun üzerinde sehpa, engel ya da arazi kabartısı olup olmadığı sehpa sehpa sınanır. Yayınık bileşen için gökyüzü modeli kullanılır — açık gökyüzünün ne kadarının kapandığı hesaba girer. İkisini ayırmak önemlidir, çünkü kapalı günlerde üretimin büyük kısmı yayınık ışınımdan gelir ve yalnız doğrudan gölgeye bakan bir hesap o günleri yanlış okur.
Hazır tablodan okunan sabit "gölge faktörü" yaklaşımı, arazinin kendi topografyasını ve komşu sıraların gerçek geometrisini göremez. Eğimli arazide sıra arası aynı kalsa bile gölge boyu yamacın yönüne göre değişir; kuzeye bakan yamaçta aynı mesafe yetmez. Işın izleme bu farkı doğrudan ölçer.
Yakın gölge ve uzak gölge ayrı şeylerdir. Yakın gölge, sahanın kendi unsurlarından gelir: komşu sıralar, sehpalar, çatıdaki baca ve parapet, tanımlanmış ağaç ve binalar. Uzak gölge ise ufuk çizgisidir — sahayı çevreleyen tepe silueti sabahın ilk ve akşamın son saatlerini keser ve kışın etkisi belirginleşir. İkisi farklı yöntemlerle ele alınır; birini diğerinin yerine koymak, özellikle vadi içindeki ya da dağ eteğindeki sahalarda yanıltıcı olur.
Rapor, modellenen ve modellenmeyen etkileri ayrı ayrı yazar — çizilmemiş komşu yapı ya da kar birikmesi gibi kalemler açıkça "hesaba katılmadı" diye geçer. Bir gölge analizinin güvenilirliği, neyi hesaplamadığını da söylemesiyle ölçülür.
Gölge hesabında en sık yapılan hata, gölgelenen alanın oranını kayıp sanmaktır. Bu doğrusal kayıptır ve gerçek kaybın yalnız bir parçasıdır.
Elektriksel kayıp dizinin çalışma biçiminden doğar: seri bağlı bir dizide modüller aynı akımı taşır, bu yüzden tek bir modülün gölgelenmesi bütün dizinin akımını düşürür. Bypass diyotları etkiyi sınırlar ama ortadan kaldırmaz. SolarSimPro string ve bypass diyot yapısını modelleyerek bu ek kaybı ayrıca hesaplar ve raporda dizi bazlı olarak yazar.
Fark küçük değildir: sık dizilimli projelerde iki hesap arasındaki ayrım yüzde puanlarıyla ifade edilir ve doğrudan yıllık üretime yansır. Yalnız alan payına bakan bir çalışma santrali olduğundan iyimser gösterir; sözleşmeden sonra fark edildiğinde düzeltmesi pahalıdır.
Gölge tek bir sayı değildir; günün saatine ve yılın gününe göre değişir. Rapor bu yüzden üç ölçekte okunur:
Grafikte yılın iki ucu ayrıca gösterilir. 21 Aralık güneşin en alçak, gölge boyunun en uzun olduğu gündür; sıra arası mesafesi genellikle bu güne göre tartışılır. 21 Haziran ise en elverişli gündür. Aradaki her gün bu iki eğrinin arasında kalır, dolayısıyla iki uç birlikte okunduğunda yılın tamamı hakkında fikir verir.
Analiz kaybı ölçer; kararı tasarım verir. Uygulamada işe yarayan başlıklar:
Yakın gölge, ışın izleme yöntemiyle hesaplanır. Güneşin yıl boyunca saatlik konumu kullanılır; her engelin gölgesi panel düzlemine düşürülür ve etkilenen alan panel bazında bulunur.
Evet. Arazi santrallerinde sehpa sıralarının birbirine düşürdüğü gölge, sıra arası mesafesine bağlı olarak hesaplanır ve mesafeyi değiştirdiğinizde üretim ile birlikte güncellenir.
Evet. Çevredeki engeller yükseklikleriyle tanımlanabilir ve gölge hesabına dâhil edilir.
Yansır. Gölge kaybı düşülmüş üretim değeri, simülasyon ve fizibilite adımlarında doğrudan kullanılır; ayrıca bir aktarım yapmanız gerekmez.
İkisi ayrı hesaplanır. Gölgelenen alanın payı doğrusal kayıptır; bir modülün gölgelenmesi yüzünden bütün dizinin akımının düşmesinden doğan elektriksel kayıp ise string ve bypass diyot yapısı modellenerek ayrıca bulunur. Sık dizilimli projelerde iki hesap arasındaki fark yüzde puanlarıyla ifade edilir.
Evet. Doğrudan güneş bileşeni ışın izlemeyle, yayınık bileşen gökyüzü modeliyle hesaplanır ve yıllık kayıp ikisinin ağırlıklı toplamıdır. Kapalı günlerde üretimin büyük kısmı yayınık ışınımdan geldiği için bu ayrım sonucu belirgin biçimde değiştirir.
Genellikle hayır. Sıra arasını açmak kaybı düşürür ama aynı parselde kurulu gücü de düşürür. Karar, arazi başına en yüksek net üretimi veren noktada verilir; bazı projelerde birkaç puanlık kayıp, ek alan kirasından ya da daha uzun DC kablodan ucuzdur. Analiz bu dengeyi sayıya döker.
Değişir. Gölge boyu yamacın yönüne ve eğimine göre farklılaşır; kuzeye bakan yamaçta aynı sıra arası yetmez. Hazır tablodan okunan sabit gölge faktörü bu farkı göremez, ışın izleme doğrudan ölçer.
Rapor bunu açıkça yazar. Çizilmemiş komşu yapılar, kar birikmesi ve kirlenme gibi kalemler gölge motoruna girmez; bunlar ayrı kayıp başlıkları olarak ya da varsayım notu olarak geçer. Modellenmeyeni yazmak, modellenen kadar önemlidir.
Kendi çatınız veya parseliniz üzerinde analizi birlikte çalıştıralım.