【光伏課堂】小陰影=大損失
眾所周知,光伏電站中的陰影遮擋,其中包括電線桿、植物、鳥糞、灰塵以及組件的前后排遮擋等,那么光伏系統的發電量究竟會有多少變化,對于投資收益的影響又有多少呢?
在家庭戶用電站中,很多的業主為了安裝時的一次性到位,往往不能完全避開陰影,因為業主們覺得反正陰影遮擋的區域并不大,不會嚴重影響發電量。但實際上人們常常忽略了小范圍陰影的威力。
案例一
河北的一戶家庭分布式光伏電站,除去光伏組件上的樹蔭陰影,另外還有更難分辨的四根電線的陰影從早到晚的投射在光伏組件上,測算顯示,相比較周邊同類型電站的發電量,微乎其微的樹蔭及電線陰影竟然導致該電站發電量低了20-30%!
案例二
位于浙江省一個15.12kW的家庭分布式光伏電站,該電站一共使用了54塊280W光伏組件,每一串18塊組件,其中兩串并聯(A串、B串)使用一路MPPT,另一串(C串)使用單獨一路MPPT。
系統中,有一個可以活動的梯子靠在光伏組件的邊緣,其頂部超出屋頂的高度,導致一直有陰影投射在A串的一塊光伏組件上,約產生兩條長度約為20-30厘米的投影。陰影位置的變化隨著陽光的照射角度而變化。但由于梯子的頂部緊靠組件邊緣,投影一直存在。測量獲得,遮擋下該串組件的電壓是598V,電流是5.4A,通過觸摸發現陰影部分組件的溫度明顯高于其他區域,有些燙手。
為了計算功率損失,移開梯子,電壓598V上升至600V,雖然沒有明顯的變化,但電流卻從5.4A上升到了7.0A,上升幅度達到30%!通過電流的變化可以計算出,僅僅是陰影覆蓋了一塊組件上的4塊電池片的部分面積,就產生了高達970W的功率損失。
功率損失=7A*600V-5.4A*598V=970.8W
對于單獨MPPT的C支路而言,那么電流應該是7A的一半即3.5A,但實際測算顯示卻只有2.5A,電壓基本與另外一路相同。調查發現,前排光伏組件遮住了后排組件,造成了一條約5厘米的陰影,擋在C串每一塊組件的最底部,從而計算出功率損失了約600W。
功率損失=(3.5A-2.5A)*600V=600W
經過勘探與計算得出該電站的功率因為兩處陰影導致損失高達1570W。除了功率損失之外,光伏系統中的陰影造成熱斑,長期如此,會加速組件老化,嚴重影響組件壽命。
陰影遮擋對投資收益的影響有多少?
小小的陰影遮擋,給系統帶來了33.2%的功率損失。那么這對于投資收益的影響有多少呢?鑒于以上案例的實驗時間為當年11月,且不同時間段的陰影遮擋面積不同,我們按照20%的功率損失進行計算:
以這套15.12kW的系統為例,補貼標準以嘉興市南湖區為例:
由計算得出,20%的功率損失將影響年投資回報率約3%,延長該系統的投資回報年限2年左右!即使是小面積陰影遮擋,也是大大的損失!
如何減少陰影遮擋的影響?
陰影遮擋的產生主要由于鳥糞、灰塵、樹蔭等的影響,那么首先我們可以擇合適位置安裝光伏組件,盡量不要在有遮擋的地方安裝組件,實在不可避免的情況下,選擇一種合適的組件擺放方式,可以減輕陰影造成遮擋的影響。在日常運維中,注重光伏組件的清潔,及時清理積灰等異物。
從系統本身考慮,多路MPPT的實現將可降低陰影遮擋的影響。例如,微型逆變器光伏系統為全并聯設計電路,每塊組件都具有獨立MPPT,可以實現最大功率輸出,使得陰影、灰塵、樹葉對電池板的部分遮擋,不再有短板效應,消除了組件遮擋、朝向和角度不同而造成的失配問題,大大提高了發電量。
責任編輯:蔣桂云
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