光伏：阴影遮挡对投资收益的影响有多少?

 

在家庭户用电站中，很多的业主为了安装时的一次性到位，往往不能完全避开阴影，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。但实际上人们常常忽略了小范围阴影的威力。

 

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，测算显示，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%!

 

案例二

 

位于浙江省一个15.12kW的家庭分布式光伏电站，该电站一共使用了54块280W光伏组件，每一串18块组件，其中两串并联(A串、B串)使用一路MPPT，另一串(C串)使用单独一路MPPT。

 

系统中，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，导致一直有阴影投射在A串的一块光伏组件上，约产生两条长度约为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，投影一直存在。测量获得，遮挡下该串组件的电压是598V，电流是5.4A，通过触摸发现阴影部分组件的温度明显高于其他区域，有些烫手。

 

为了计算功率损失，移开梯子，电压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，仅仅是阴影覆盖了一块组件上的4块电池片的部分面积，就产生了高达970W的功率损失。

 

功率损失=7A*600V-5.4A*598V=970.8W

 

对于单独MPPT的C支路而言，那么电流应该是7A的一半即3.5A，但实际测算显示却只有2.5A，电压基本与另外一路相同。调查发现，前排光伏组件遮住了后排组件，造成了一条约5厘米的阴影，挡在C串每一块组件的最底部，从而计算出功率损失了约600W。

 

功率损失=(3.5A-2.5A)*600V=600W

 

经过勘探与计算得出该电站的功率因为两处阴影导致损失高达1570W。除了功率损失之外，光伏系统中的阴影造成热斑，长期如此，会加速组件老化，严重影响组件寿命。

 

阴影遮挡对投资收益的影响有多少?

 

小小的阴影遮挡，给系统带来了33.2%的功率损失。那么这对于投资收益的影响有多少呢?鉴于以上案例的实验时间为当年11月，且不同时间段的阴影遮挡面积不同，我们按照20%的功率损失进行计算：

 

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报率约3%，延长该系统的投资回报年限2年左右!即使是小面积阴影遮挡，也是大大的损失!

 

如何减少阴影遮挡的影响?

 

阴影遮挡的产生主要由于鸟粪、灰尘、树荫等的影响，那么首先我们可以择合适位置安装光伏组件，尽量不要在有遮挡的地方安装组件，实在不可避免的情况下，选择一种合适的组件摆放方式，可以减轻阴影造成遮挡的影响。在日常运维中，注重光伏组件的清洁，及时清理积灰等异物。

 

从系统本身考虑，多路MPPT的实现将可降低阴影遮挡的影响。例如，微型逆变器光伏系统为全并联设计电路，每块组件都具有独立MPPT，可以实现最大功率输出，使得阴影、灰尘、树叶对电池板的部分遮挡，不再有短板效应，消除了组件遮挡、朝向和角度不同而造成的失配问题，大大提高了发电量。