不同的陰影下會帶來不同的IV曲線,如冬至日下午15:00分,見圖7,其中組串中有部分電池片已經(jīng)被遮擋,因組件含有旁路二極管,其I-V特性曲線會由原來的單峰變?yōu)殡p峰甚至多峰,從而引起IV曲線呈現(xiàn)非線性、多峰值的特性,由于此時
光伏陣列受到的光照不均勻,遮擋比例有3種情況,因此出現(xiàn)了3個馬鞍形,對應(yīng)3個峰值Pm點,該例中組串逆變器的MPPT電壓范圍為320V-800V,此時MPP點顯然仍在MPPT電壓范圍內(nèi),最大功率點的電壓值約425V左右,Pm功率為3.47kW,參照圖8。而在15:15分,組串MPP點顯然已經(jīng)在MPPT電壓范圍外,擾動觀察法、增量電導(dǎo)法、短路電流法和開路電壓法等傳統(tǒng)最大功率點跟蹤策略因無法辨別局部最大功率點和全局最大功率點可能失去作用,因為傳統(tǒng)算法在MPPT范圍可能將光伏電池板的輸出特性局部的波峰點誤認為最大功率點,該點電壓較高,電流較低,在有陰影影響的情況下必須進行全局掃描才能確定真正最大功率點,從模擬結(jié)果來看,逆變器通過在MPPT電壓范圍內(nèi)全局掃描,實際選擇的MPP點靠近最大功率點280V附近,即在最小值325V處,參照圖9,需要注意的是PVSYST模擬的輸出特性曲線是兩個并聯(lián)組串疊加后的曲線。
通過軟件對含有建筑高墻下方陣的理論年發(fā)電量進行了模擬,并在模型中去掉高墻后保持其他條件不變的情況下再模擬對兩者進行比較,結(jié)果表明有建筑時發(fā)電量約為10346kWh,沒有建筑遮擋時年發(fā)電量約為10746kWh,建筑陰影損失發(fā)電量400kWh,損失比例達3.73%左右,其中冬季和春季占的比重要大些,參照圖10。隨著系統(tǒng)裝機容量的增大,陰影損失造成的發(fā)電量也會相應(yīng)增加。
3.小結(jié)與討論
關(guān)于建筑陰影遮擋對陣列發(fā)電量的損失,目前還沒有十分精確的計算模型和計算軟件,陰影條件下帶來光伏特效曲線的非線性變化和多峰值特點,給逆變器的最大功率點跟蹤帶來挑戰(zhàn),PVSYST軟件能夠在全局MPP電壓范圍進行掃描搜尋,目前國內(nèi)組串逆變器已經(jīng)具備該跟蹤能力,且跟蹤算法也在不斷完善,文中通過模擬估算得出的發(fā)電量損失和實際情況應(yīng)該存在一定的差異,具體還有待于進一步分析和驗證,如果您有更好的想法或不同的見解,可一起溝通交流。