現(xiàn)在安裝光伏電站,監(jiān)控系統(tǒng)幾乎成為標(biāo)配,有了監(jiān)控系統(tǒng),不僅可以隨時(shí)隨地了解光伏電站的運(yùn)行情況,還可從監(jiān)控參數(shù)和運(yùn)行圖形中,找到系統(tǒng)可能存在的問(wèn)題,判斷故障的類(lèi)型,從而快速解決問(wèn)題,降低損失。陰暗遮擋是光伏系統(tǒng)最常見(jiàn)的一種故障,而動(dòng)態(tài)的陰影遮擋并不是一直都有,要在現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間觀察才能看到,但從監(jiān)控參數(shù)中也可以找到規(guī)律。
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什么是陰影遮擋
由于受到云層,樹(shù)木,建筑物以及飛禽排泄物的影響,光伏陣列會(huì)受到局部陰影遮擋,這時(shí)候光伏組件接收的光照強(qiáng)度會(huì)發(fā)生改變,逆變器輸出功率降低。
陰影又分為主觀陰影和客觀陰影,主觀陰影又可以分為動(dòng)態(tài)陰影和靜態(tài)陰影,客觀陰影指因天氣原因而造成的光照強(qiáng)度減弱,比如云霧、雨雪等天氣,主觀陰影是由附近障礙物阻攔了陽(yáng)光直射而造成的陰影覆蓋,主觀靜態(tài)陰影特指組件表面的覆蓋物,如鳥(niǎo)糞、樹(shù)葉、灰塵、積雪等。主觀動(dòng)態(tài)陰影就是廣義的“陰影”,它由光伏系統(tǒng)周邊的高大建筑物,煙窗、樹(shù)林、電線桿,或者方陣前后排引起的,形狀隨太陽(yáng)的移動(dòng)而變化,一般中午太陽(yáng)直射時(shí)沒(méi)有,早晨或者傍晚有。
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陰影遮擋對(duì)系統(tǒng)的影響
晶硅組件是由60或者72個(gè)電池片組成的,一般是20或者24個(gè)電池片構(gòu)成一串,每串都有一個(gè)旁路二極管,當(dāng)組件出現(xiàn)局部遮擋或者損壞時(shí),由發(fā)電單元變?yōu)楹碾妴卧a(chǎn)生熱斑效應(yīng),電阻值增加,二極管兩端電壓升高而導(dǎo)通,讓其它正常組件所產(chǎn)生的電流通過(guò),系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)電。
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陰影遮擋系統(tǒng)參數(shù)的變化情況
當(dāng)陰影遮擋面積不大時(shí):旁路二極管未導(dǎo)通,組串的工作電壓稍微升高,電流降低較大,功率下降到80%以上。
當(dāng)陰影遮擋面積較大時(shí):旁路二極管導(dǎo)通,組串的電壓降低,電流稍微升高,但仍比正常的低。
當(dāng)陰影遮擋沒(méi)有時(shí),電壓和電流立即恢復(fù)正常,功率曲線也恢復(fù)正常。
功率變化曲線如下圖所示:
通過(guò)逆變器自帶的I-V和P-V曲線掃描,也可以看到:
其它故障,如組件損壞、臟污、組件衰減也會(huì)引起方陣功率下降,陰影遮擋有其獨(dú)有的特點(diǎn):
(1)陰影剛開(kāi)始時(shí),一般都是電壓先升高,再下降,電流先下降,再上升,組串I-V曲線出現(xiàn)雙峰或者多峰。
(2)方陣功率下降,出現(xiàn)的時(shí)間有規(guī)律,一是有陽(yáng)光的時(shí)候,且陽(yáng)光強(qiáng)度越大,功率下降越多;二是每天出現(xiàn)的時(shí)間和恢復(fù)的時(shí)間都差不多。
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出現(xiàn)陰影遮擋故障怎么辦
根據(jù)電路串聯(lián)原理,當(dāng)方陣有一塊組件受到陰影遮擋時(shí),整個(gè)MPPT回路發(fā)電都會(huì)受到影響,因此在光伏電站選址和設(shè)計(jì)過(guò)程中,選擇地勢(shì)較平緩地段,并且避免在大坡度陰坡布置光伏組件,確保組件之間保持適當(dāng)?shù)男虚g距,避開(kāi)高大建筑、塔桿或樹(shù)木對(duì)光伏組件形成陰影。
如果無(wú)法避開(kāi),要把有陰影遮擋的組件盡量安裝在同一個(gè)組串,同一個(gè)MPPT,避免其它方陣受到影響。
如果環(huán)境復(fù)雜,盡量選擇MPPT路數(shù)多的逆變器,因?yàn)槊總€(gè)MPPT回路都是單獨(dú)跟蹤,不會(huì)影響其它回路。