一片树荫、竟让他家光伏电站发电量降低30%!

一片树荫、竟让他家光伏电站发电量降低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。

因此,广大安装商及业主在建设屋顶电站之前需要进行阴影遮挡计算,对屋顶进行实地勘探,避免因为小小阴影而产生的“阴影效应”。