不同的阴影下会带来不同的IV曲线,如冬至日下午15:00分,见图7,其中组串中有部分电池片已经被遮挡,因组件含有旁路二极管,其I-V特性曲线会由原来的单峰变为双峰甚至多峰,从而引起IV曲线呈现非线性、多峰值的特性,由于此时
光伏阵列受到的光照不均匀,遮挡比例有3种情况,因此出现了3个马鞍形,对应3个峰值Pm点,该例中组串逆变器的MPPT电压范围为320V-800V,此时MPP点显然仍在MPPT电压范围内,最大功率点的电压值约425V左右,Pm功率为3.47kW,参照图8。而在15:15分,组串MPP点显然已经在MPPT电压范围外,扰动观察法、增量电导法、短路电流法和开路电压法等传统最大功率点跟踪策略因无法辨别局部最大功率点和全局最大功率点可能失去作用,因为传统算法在MPPT范围可能将光伏电池板的输出特性局部的波峰点误认为最大功率点,该点电压较高,电流较低,在有阴影影响的情况下必须进行全局扫描才能确定真正最大功率点,从模拟结果来看,逆变器通过在MPPT电压范围内全局扫描,实际选择的MPP点靠近最大功率点280V附近,即在最小值325V处,参照图9,需要注意的是PVSYST模拟的输出特性曲线是两个并联组串叠加后的曲线。
通过软件对含有建筑高墙下方阵的理论年发电量进行了模拟,并在模型中去掉高墙后保持其他条件不变的情况下再模拟对两者进行比较,结果表明有建筑时发电量约为10346kWh,没有建筑遮挡时年发电量约为10746kWh,建筑阴影损失发电量400kWh,损失比例达3.73%左右,其中冬季和春季占的比重要大些,参照图10。随着系统装机容量的增大,阴影损失造成的发电量也会相应增加。
3.小结与讨论
关于建筑阴影遮挡对阵列发电量的损失,目前还没有十分精确的计算模型和计算软件,阴影条件下带来光伏特效曲线的非线性变化和多峰值特点,给逆变器的最大功率点跟踪带来挑战,PVSYST软件能够在全局MPP电压范围进行扫描搜寻,目前国内组串逆变器已经具备该跟踪能力,且跟踪算法也在不断完善,文中通过模拟估算得出的发电量损失和实际情况应该存在一定的差异,具体还有待于进一步分析和验证,如果您有更好的想法或不同的见解,可一起沟通交流。