遮挡对光伏的影响

李世民

光伏板的遮阴是一个比较简单的问题，但是要分析不同的遮阴对光伏输出的具体影响又是一个比较复杂的话题。下面分不同的遮阴情况做以下分析。

1、远距离遮阴。一般遮挡物距被遮挡物的距离超过0.5米，譬如前排对后排组件的遮阴，电线杆或树等对光伏阵列的遮阴。这种遮阴通常是遮挡太阳的直射光线，对散射辐射影响不太大。也就是说此时被遮挡的光伏组件仍旧会发电，但是只是无法接收到太阳的直射辐射部分，而只能转换散射辐射来发电了。对于大部分地区天气晴朗的时候，太阳能直射和散射的比例大约是60%和40%左右，也就是说遮挡了直射辐射的光伏组件或电池通常不仅不会启动旁路二极管而且还只能发出原额定容量的40%左右的电力。远距离遮阴的阴影一般是会随着太阳的移动而移动的，所以这种遮阴虽然会影响光伏电站的发电量，但是一般对光伏组件的性能的影响较小。


2、近距离遮阴。近距离遮阴通常是指遮挡物距被遮挡物距离在50毫米～500毫米，通常这种遮阴是由于靠近光伏组件的小树、小草导致的。这种遮阴由于距离较近，不仅会遮挡太阳能的直射光，对散射光也会产生遮挡，影响光伏发电，而且还会使光伏组件和电池产生热斑，影响光伏发电组件的寿命。


3、直接覆盖遮阴。直接覆盖遮阴分均匀性完全覆盖和局部覆盖两种，均匀性覆盖如粉尘、积雪等覆盖，一般只会影响到光伏电站的发电量，而不会对光伏组件产生危害，不会产生热斑。而局部直接覆盖遮阴主要是指光伏组件安装施工时遗留在光伏组件表面的污物没及时清理干净，或者泥土、鸟粪等污染物没得到及时清理导致的。局部直接覆盖遮阴对光伏组件的发电性能和寿命都是非常致命的。对于一块光伏组件，如果完全100%覆盖任意一块电池，该光伏组件的输出功率会影响到一半以下甚至更多。当然这种情况是极端的特例，现实生活中可能更多的是被局部覆盖。长期被局部覆盖的光伏电池会产生严重的热斑，对光伏电池导致不可逆转的损害。

4、光伏支架对双面光伏电池的遮阴。近年来双面光伏电池开始进入光伏市场，很多人都在疑虑光伏支架对光伏电池背面的遮阴影响。实际上正如大家关心的，背面支架完全不遮挡背面的光伏电池是不可能的。双面光伏电池组件的背面本来就是利用的地面反射和散射。一般而言，只要不是直接覆盖式的遮挡，对于散射辐射，只要支架距光伏组件表面超过500毫米就不会明显对散射光产生重大影响了。而光伏支架相对组件而言，遮挡面积是比较小的，只要不要把光伏支架直接覆盖在光伏电池背面表面，因此影响在20～30%左右，不会太大。且双面电池背部发电本来就是辅助性的，目前背面电池的转换效率普遍比正面转换效率稍低，加上背面的散射和地面反射辐射一般也就是正面辐射的30%左右，所以实际背面电池的发电量一般也就是正面发电量的10-20%，不作为发电的主力军的。所以有点遮阴影响也就马马虎虎啦。

结论

组件表面有遮挡阴影不仅对系统发电量影响很大，遮挡物距光伏组件表面距离越近、遮挡面积越大影响就越大。局部遮挡还会导致组件产生热斑，所以在设计和施工时，要尽可能考虑周边环境，避开阴影遮挡。