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在部分阴影下没有明确的最佳模块配置

来源： 2021-01-14 16:22:47

斯洛文尼亚卢布尔雅那大学的科学家分析了一年的阴影如何影响不同类型的切割式光伏组件，并得出结论，避免能量损失的最佳面板配置取决于模块的特定安装条件和微阴影条件比仅在模块设计上。

在《可再生能源》上发表的论文中，由于采用切割的基于晶片的Si太阳能电池的光伏模块的部分遮挡而造成的年度能量损失，研究人员解释说，他们全面的年度能量性能模型旨在获得3D遮挡轮廓，以便在以下位置进行详细的遮挡分析。电池电量，包括电池温度条件。他们分析了五个不同模块拓扑的行为以及三个阴影对象，并在以下五个位置进行了年度能量产出模拟：斯洛文尼亚卢布尔雅那;德国弗莱堡;芬兰赫尔辛基;开罗，埃及;还有美国科罗拉多州的丹佛

五种晶体硅模块类型包括：标准60个全尺寸平方156×156 cm2电池模块作为参考面板(T1);一个具有六分之一面积(1/6)矩形单元的模块，该单元具有垂直单元连接，具有六个并联的字符串和两个串联的6×32 1/6个单元字符串(T2);一个依靠六分之一面积(1/6)矩形单元的面板，该单元具有垂直单元连接，六个并联的字符串，三个串联的6×21 1/6个单元的字符串(T3);具有六分之一面积(1/6)矩形单元的模块，这些单元具有垂直单元连接，六个并联的字符串，四个串联的6×16 1/6单元字符串(T4);1/6单元电池与10串并联的设备，由38个串联电池单元(T5)组成。在所有模块中，都选择了单元编号以最大化面板的面积填充因子。

“模块T2，T3和T4的连接方式应使其外部电气参数类似于常规的60号全尺寸电池PV模块，因此可以与已建立的系统组件一起使用，”学者指出。“ T5模块的拓扑不同，导致短路电流更高，接近15 A，开路电压更低，略低于30V。”

光伏系统的阴影分析是通过LTSpice仿真器对三个阴影对象进行的：一个高度为1 m的烟囱;一个高度为1 m的烟囱。高度为2 m的烟囱;一根杆，其高度高于模块最低点1 m，并且位于模块左下角前方1 m。

测量结果表明，在纵向方向上，T2，T3和T4模块的阴影损失低于标准T1模块和T5模块。斯洛文尼亚研究小组解释说：“我们的仿真表明，无论模块是带盖的还是经典的单元互连设计，新型带有切割单元的模块都表现得更好或更不敏感。”它指出：“原因不在于电池尺寸，因为较小的电池可以更快地完全被遮蔽，而是在电池的并联连接中。”他补充说，通常最好采用电池并联以减少遮光损耗。

但是，它还指出，阴影类型和面板方向的组合也非常重要。它说：“如果串联的子串的方向与灯罩形状的方向一致，那么功率损耗将减少。”关于模块/灯罩的方向对齐，研究人员说，在遮阳时间内，散射光份额较低的位置更容易受到损失。

科学家总结说：“基于本文介绍的模拟，我们得出结论，没有明确的最佳模块配置。”最佳解决方案包括使PV系统适应其特定的微阴影条件。“一般而言，串联连接的电池的方向应尽可能与阴影的形状对齐，以减少能量损失并使电池的反向电压最小。”