众所周知,光伏电站中【zhōng】的阴影遮挡【dǎng】,其中包括电线杆、植物【wù】、鸟粪、灰尘以【yǐ】及组件的【de】前后【hòu】排遮挡等,那么光伏【fú】系【xì】统的发电量究竟会有多少变化【huà】,对【duì】于【yú】投资收益的影响【xiǎng】又有多【duō】少呢?

在家【jiā】庭户用电【diàn】站【zhàn】中,很多的业主为了【le】安【ān】装时的一次性到位,往往【wǎng】不能完全避开阴影,因为业【yè】主【zhǔ】们觉得反正阴影遮挡的【de】区域并不大,不会严重影【yǐng】响发电量。但【dàn】实际上人们常常忽略【luè】了【le】小范围【wéi】阴影的【de】威力。

案例一

河北的一户家庭分布式光伏电站,除去光伏组件上的【de】树荫阴影,另外还【hái】有更难【nán】分辨的四根电线的阴影从早到晚的投射在光伏组件上【shàng】,测【cè】算显示【shì】,相比较【jiào】周边同类型电站的发电【diàn】量,微【wēi】乎其微的【de】树荫及电【diàn】线阴影竟然导致该【gāi】电站发电量低【dī】了9-21%!

案例二

位于浙江省一个15.12kW的家庭分【fèn】布式光【guāng】伏电站,该电站一【yī】共使用了54块280W光伏组件,每一【yī】串18块组件【jiàn】,其【qí】中两串并联(A串【chuàn】、B串)使用【yòng】一路MPPT,另一串(C串)使【shǐ】用单独【dú】一路MPPT。

系【xì】统中,有【yǒu】一【yī】个可以活动的梯子靠在光伏组【zǔ】件的边缘, 其顶部超出屋顶的高度,导致【zhì】一直有阴影投射在A串的一块光伏组件上,约产生两条长【zhǎng】度【dù】约为9-21厘米的投影。阴【yīn】影【yǐng】位置的【de】变化【huà】随【suí】着阳光【guāng】的照射【shè】角度而变化【huà】。但由【yóu】于梯子的顶部紧靠组件【jiàn】边缘,投【tóu】影一直存【cún】在。测量获得,遮挡下【xià】该串组件的【de】电【diàn】压【yā】是【shì】598V,电流【liú】是5.4A,通【tōng】过触摸发现阴影部分组【zǔ】件的温度明显高于其【qí】他区域,有些烫手。

为了计算功率损【sǔn】失,移开梯子,电压598V上升至【zhì】600V,虽然没有明显的变【biàn】化【huà】,但电流却从5.4A上升到了7.0A,上升幅度达到30%!通过电流【liú】的变化可以【yǐ】计算【suàn】出【chū】,仅仅是阴影覆盖了【le】一块组件上的4块【kuài】电池片【piàn】的部分面积,就【jiù】产生【shēng】了高【gāo】达970W的功率损失。

功率损失=7A*600V-5.4A*598V=970.8W

对于单独MPPT的C支路【lù】而【ér】言,那么电流应该是7A的【de】一半即3.5A,但实际测算显【xiǎn】示却只有2.5A,电压基本【běn】与另外【wài】一路相同。调【diào】查【chá】发【fā】现,前排光伏组件【jiàn】遮住了后排【pái】组件,造成了一条约5厘【lí】米的阴影,挡在C串每【měi】一块组件的最底部,从而计【jì】算出【chū】功【gōng】率损失【shī】了约600W。

功率损失=(3.5A-2.5A)*600V=600W

经过勘探与计【jì】算【suàn】得出该电站【zhàn】的【de】功率因为两【liǎng】处阴影导致【zhì】损失【shī】高【gāo】达1570W。除【chú】了功率损失之外【wài】,光伏系统【tǒng】中的阴影造【zào】成热斑,长期如此,会加速组件老化,严重影响组件寿命【mìng】。

阴影遮挡对投资收益的影响有多少?

小小的【de】阴影【yǐng】遮挡,给系统带【dài】来了33.2%的功率损失。那么这对于投资收【shōu】益的【de】影响有多少呢【ne】?鉴于以上案例【lì】的实验时【shí】间为当年11月,且不同时间段【duàn】的阴【yīn】影遮挡面积不【bú】同,我们【men】按照20%的功率损失进行【háng】计算:

以这套15.12kW的系统为例,补贴标准以嘉兴市南湖区为例:

由计算得出,20%的功率损失将影响年投资回【huí】报【bào】率约3%,延长该系统的投资【zī】回报【bào】年限2年左【zuǒ】右!即【jí】使【shǐ】是小【xiǎo】面【miàn】积阴影遮挡,也是大【dà】大【dà】的损失!

如何减少阴影遮挡的影响?

阴【yīn】影遮挡【dǎng】的产生【shēng】主要由于【yú】鸟粪、灰尘、树荫等的影响,那么【me】首【shǒu】先【xiān】我们【men】可以择合适【shì】位置【zhì】安装光伏【fú】组件,尽量不【bú】要在有遮挡的地方【fāng】安装组【zǔ】件【jiàn】,实【shí】在不【bú】可避【bì】免的情况下,选择一种合适的组件摆放方式,可以减轻阴【yīn】影造成遮挡的影响。在日【rì】常运维中,注重光伏组件的清洁,及时清理积【jī】灰等【děng】异物。

从【cóng】系统【tǒng】本身考【kǎo】虑【lǜ】,多路MPPT的实【shí】现将可降【jiàng】低阴影遮挡的影响。例如,微【wēi】型逆变【biàn】器光伏系统为全并【bìng】联设计电路,每块组件都具有独立MPPT,可【kě】以实现【xiàn】最大功率输出【chū】,使得阴影、灰尘【chén】、树叶对电池【chí】板【bǎn】的部【bù】分遮挡,不再有【yǒu】短板效应,消除【chú】了组件遮挡、朝向【xiàng】和角度不同而造成【chéng】的失配问题,大大提高了发电量。

文中案例来源:一步零碳光伏电站

FR:索比光伏网