光伏电站阴影分析.doc

对光伏电站来说，小小的阴影会带来什么影响？近日我司工作人员一直在走访全国各地的客户，参观各地安装商客户建造的电站，为业主提供一步零碳的技术服务。在各地参观的过程中，我们发现了一个普遍存在的现象：很多的业主为了安装时的一次性到位以及安装功率更高的光伏电站，往往不能完全避开阴影。很多时候，分布式EPC往往经不住客户的强烈要求而修改安装方案，因为业主们觉得反正阴影遮挡的区域并不大，不会严重影响发电量，所以常常忽略了小范围的阴影。那么，树叶的阴影对发电量等因素真的没有影响吗？以上周我们工作人员走访的河北的一个用户为例，由于阴影的颜色和光伏组件相类似，除去光伏组件上的树荫阴影，另外还有更难分辨的四根电线的阴影从早到晚的投射在光伏组件上，相比较周边同类型电站的发电量，微乎其微的树荫及电线阴影竟然导致该电站发电量低了20-30%！ 由于树荫及电线的阴影不能转移，我们无法计算该电站在这种阴影情况下具体会损失多少电量。然而在河北另一个业主的15.12KW的电站上，有一个可以活动的梯子靠在光伏组件的边缘,其顶部超出屋顶的高度一直有阴影投射在光伏组件上，我们可以通过移动该梯子并计算得出阴影产生的功率损失。这个梯子仅仅在一串组件中的一块组件上有两条长度约为20-30厘米的投影。阴影位置的变化随着阳光的照射角度而变化。但由于梯子的顶部紧靠组件边缘，从而梯子的投影一直存在。而这块区域的温度通过笔者的触摸发现远远高于其他区域，非常烫手，根据人体体感预测温度在70以上，甚至更高，而当日空气温度仅仅约为10左右。当时记录该串组件的电压是598V，电流是5.4A。为了计算功率损失我们移开了梯子，电压随即上升了2V，从598V上升至600V，虽然没有明显的变化，但电流却从5.4A上升到了7.0A，上升幅度达到30%！通过电流的变化可以计算出仅仅是一个梯子顶部的一小段阴影，覆盖了一块组件上4个电池片的极少部分面积，就产生了970W的功率损失。该电站一共使用了54块280天合组件，每一串18块组件，总功率为15.12KW。其中两串并联使用一路MPPT，另一串使用另外一路MPPT，而刚刚损失的970W就是那两串并联使用一路MPPT中的一串。由于每路组件之间为串联关系，一块组件发电量的损失了970W，那么另一串组件的发电量也会被大大拉低。通过电流电压的数据比对我们发现了另一个问题，梯子的阴影移除以后，电流从5.4A上升到了7A。而另外一路MPPT因为只有一路组件接入，那么电流应该是7A的一半即3.5A，可是实际显示却只有2.5A，电压基本与另外一路相同。为了确认原因我们再次爬到屋顶上查看另外一串的情况，发现前排的光伏组件遮住后排组件，造成了一条5厘米阴影挡在该串每一块组件的最底部，如果没有该阴影，电流就会恢复到3.5A，从而计算出功率损失了约600W。经过查看与计算该电站的功率因为两处阴影导致损失高达1570W，而此时处于11月某日下午3点整，该电站的实际功率为8KW，功率损失高达19.6%。并且除了功率损失之外，长期发热的部位会慢慢烧坏，最终导致整片电池片的失效。从理论的技术角度来讲，大范围的阴影会导致组件的旁路二极管导通，电流避开组件上有阴影的电池片组串（20块或者24块电池片使用一个旁路二极管），电压会直接下降，但并不影响电流。如果是很浅并且不是整块遮盖的阴影，则会产生电压不变，但是有阴影的部位不发电反而变成电阻发热源，电阻升高电流下降，一方面影响电站的发电量，另一方面使得电池片长期发热而导致最终的损坏。