康康課堂|一文讀懂陰影遮擋對光伏電站的影響

前言

在影響光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的諸多要素中，陰影遮擋是最常見的一項(xiàng)。常見的遮擋因素包括自然遮擋物、人為遮擋物等，這些遮擋物輕則影響光線透射率，降低組件表面光照輻射量，重則在組件局部形成熱斑效應(yīng)，影響光伏組件發(fā)電效率和使用壽命，甚至導(dǎo)致組件局部燒毀，形成暗斑等永久損壞，帶來安全隱患。

Q 常見的光伏陰影遮擋物有哪些？

一、自然遮擋物

光伏電站常建于地面、山頂、屋頂、水面等戶外場景，因而組件表面易附著粉塵、沙塵、積雪、冰層等自然堆積物，雜物的沉降，會削弱太陽光的穿透，導(dǎo)致組件表面溫度升高而影響發(fā)電效能。電站周圍環(huán)境不一，水面電站、林光互補(bǔ)電站周邊植被茂密，山體、植被、雜草、落葉會形成遮擋。鳥類在組件表面停留，會留下排泄物、羽毛等掉落物。

▲圖|積雪會對光伏組件發(fā)電效果產(chǎn)生影響

二、人為遮擋物 

有部分居民將光伏組件作為建筑物表面，而在其上晾曬衣物、谷物、果實(shí)、蔬菜等物體，嚴(yán)重影響了光伏組件的發(fā)電效果。由于電站建設(shè)環(huán)境不一，電站建設(shè)前期或建設(shè)完成后周邊新建的建筑物、鐵塔、電線桿、護(hù)欄等設(shè)施，均會對光伏電站產(chǎn)生遮擋。

Q 光伏陰影遮擋會造成什么后果？

一、降低發(fā)電效益

被異物遮擋的電池片部分的電子躍遷活躍度降低，對應(yīng)電阻增大，該遮擋區(qū)域?qū)⒊蔀楹哪茇?fù)載，導(dǎo)致遮擋部位溫度升高，光伏組件溫度不均，會在局部產(chǎn)生“熱斑效應(yīng)”，組件的光吸收率和導(dǎo)電性降低，組件輸出功率降低，發(fā)電效益減少。如長期不清理表面污垢區(qū)域，發(fā)電量影響差異可至10%以上。

▲圖|組件表面的粉塵、沙塵需要定期清理

二、縮短組件壽命 

若遮擋長期存在，過熱區(qū)域可引起EVA加快老化變黃，使該區(qū)域透光率下降，從而使熱斑進(jìn)一步惡化。嚴(yán)重情況下，可能會導(dǎo)致組件局部燒毀，形成暗斑、焊點(diǎn)熔化、柵線毀壞、封裝材料老化等永久損壞，從而降低組件使用壽命，甚至形成安全隱患。

Q 如何解決光伏組件遮擋問題？

一、優(yōu)化元件防護(hù)

為避免串聯(lián)支路的熱斑效應(yīng)，需在光伏組件上加裝旁路二極管，目的是讓高電抗的太陽能電池單元或者光伏組件中流過的電流分流，以增強(qiáng)可靠性；為了防止串聯(lián)回路的熱斑，則需要在每一路光伏組串上安裝直流保險(xiǎn)，保護(hù)光伏組件,維持光伏發(fā)電裝置正常運(yùn)行。

二、前期勘察規(guī)劃 

在光伏電站建設(shè)前期，需對周邊環(huán)境進(jìn)行勘察，選擇合適的地理位置進(jìn)行安裝，盡量避開山體、電線桿、欄桿、植被、建筑物、熱水器等遮擋，并結(jié)合地形朝向、組件間陣列遮擋、樓層間隔等因素，設(shè)計(jì)合適的組件擺放方式，減少陰影遮擋影響。如果是零散的植被，可以根據(jù)當(dāng)?shù)亓謽I(yè)部門要求，商討是否可以移走或砍伐；如是大面積樹林，可在選址前期避開。除了考慮已存在的遮擋因素，還需結(jié)合未來規(guī)劃排除隱患，考慮因素包括電站附近在規(guī)劃中的建筑物、植被生產(chǎn)速度、地理環(huán)境帶來的天氣變化等。

三、定期檢查運(yùn)維

為了提高光伏組件發(fā)電效率，需要對光伏組件進(jìn)行科學(xué)運(yùn)維，定期巡檢光伏陣列，及時(shí)清理對光伏陣列有遮擋的雜草、積灰、鳥糞等異物，防止遮擋和熱斑效應(yīng)產(chǎn)生，做到防患于未然。在對光伏組件清洗的過程中，應(yīng)注意季節(jié)、早晚、水溫，禁止使用具有腐蝕性的堿性試劑及其他化學(xué)用品，必要時(shí)尋求專業(yè)的光伏清潔人員幫助。密切關(guān)注天氣情況，如遇大雪、冰雹、臺風(fēng)、沙塵暴等惡劣天氣，要及時(shí)檢查，清除組件表面的積雪、冰層、樹木殘枝等遮擋物，極端天氣來臨前做好準(zhǔn)備工作，一旦發(fā)現(xiàn)發(fā)電故障，立即修復(fù)或更換光伏組件。

▲圖|組件表面的粉塵、沙塵需要定期清理

四、做好科學(xué)引導(dǎo)

加強(qiáng)對電站使用者及周邊人群的光伏組件運(yùn)維知識科普，從源頭上減少人為遮擋。糾正人們晾曬衣物、蔬菜、谷物等錯(cuò)誤行為，禁止在組件上站、坐、躺等動作，防止組件內(nèi)部損傷。同時(shí)，要加強(qiáng)對組件的日常維護(hù)，對不合理加裝圍欄、架驅(qū)鳥裝置等行為及時(shí)制止。