康康课堂|一文读懂阴影遮挡对光伏电站的影响

前言

在影响光伏发电系统发电量的诸多要素中，阴影遮挡是最常见的一项。常见的遮挡因素包括自然遮挡物、人为遮挡物等，这些遮挡物轻则影响光线透射率，降低组件表面光照辐射量，重则在组件局部形成热斑效应，影响光伏组件发电效率和使用寿命，甚至导致组件局部烧毁，形成暗斑等永久损坏，带来安全隐患。

Q 常见的光伏阴影遮挡物有哪些？

一、自然遮挡物

光伏电站常建于地面、山顶、屋顶、水面等户外场景，因而组件表面易附着粉尘、沙尘、积雪、冰层等自然堆积物，杂物的沉降，会削弱太阳光的穿透，导致组件表面温度升高而影响发电效能。电站周围环境不一，水面电站、林光互补电站周边植被茂密，山体、植被、杂草、落叶会形成遮挡。鸟类在组件表面停留，会留下排泄物、羽毛等掉落物。

▲图|积雪会对光伏组件发电效果产生影响

二、人为遮挡物 

有部分居民将光伏组件作为建筑物表面，而在其上晾晒衣物、谷物、果实、蔬菜等物体，严重影响了光伏组件的发电效果。由于电站建设环境不一，电站建设前期或建设完成后周边新建的建筑物、铁塔、电线杆、护栏等设施，均会对光伏电站产生遮挡。

Q 光伏阴影遮挡会造成什么后果？

一、降低发电效益

被异物遮挡的电池片部分的电子跃迁活跃度降低，对应电阻增大，该遮挡区域将成为耗能负载，导致遮挡部位温度升高，光伏组件温度不均，会在局部产生“热斑效应”，组件的光吸收率和导电性降低，组件输出功率降低，发电效益减少。如长期不清理表面污垢区域，发电量影响差异可至10%以上。

▲图|组件表面的粉尘、沙尘需要定期清理

二、缩短组件寿命 

若遮挡长期存在，过热区域可引起EVA加快老化变黄，使该区域透光率下降，从而使热斑进一步恶化。严重情况下，可能会导致组件局部烧毁，形成暗斑、焊点熔化、栅线毁坏、封装材料老化等永久损坏，从而降低组件使用寿命，甚至形成安全隐患。

Q 如何解决光伏组件遮挡问题？

一、优化元件防护

为避免串联支路的热斑效应，需在光伏组件上加装旁路二极管，目的是让高电抗的太阳能电池单元或者光伏组件中流过的电流分流，以增强可靠性；为了防止串联回路的热斑，则需要在每一路光伏组串上安装直流保险，保护光伏组件,维持光伏发电装置正常运行。

二、前期勘察规划 

在光伏电站建设前期，需对周边环境进行勘察，选择合适的地理位置进行安装，尽量避开山体、电线杆、栏杆、植被、建筑物、热水器等遮挡，并结合地形朝向、组件间阵列遮挡、楼层间隔等因素，设计合适的组件摆放方式，减少阴影遮挡影响。如果是零散的植被，可以根据当地林业部门要求，商讨是否可以移走或砍伐；如是大面积树林，可在选址前期避开。除了考虑已存在的遮挡因素，还需结合未来规划排除隐患，考虑因素包括电站附近在规划中的建筑物、植被生产速度、地理环境带来的天气变化等。

三、定期检查运维

为了提高光伏组件发电效率，需要对光伏组件进行科学运维，定期巡检光伏阵列，及时清理对光伏阵列有遮挡的杂草、积灰、鸟粪等异物，防止遮挡和热斑效应产生，做到防患于未然。在对光伏组件清洗的过程中，应注意季节、早晚、水温，禁止使用具有腐蚀性的碱性试剂及其他化学用品，必要时寻求专业的光伏清洁人员帮助。密切关注天气情况，如遇大雪、冰雹、台风、沙尘暴等恶劣天气，要及时检查，清除组件表面的积雪、冰层、树木残枝等遮挡物，极端天气来临前做好准备工作，一旦发现发电故障，立即修复或更换光伏组件。

▲图|组件表面的粉尘、沙尘需要定期清理

四、做好科学引导

加强对电站使用者及周边人群的光伏组件运维知识科普，从源头上减少人为遮挡。纠正人们晾晒衣物、蔬菜、谷物等错误行为，禁止在组件上站、坐、躺等动作，防止组件内部损伤。同时，要加强对组件的日常维护，对不合理加装围栏、架驱鸟装置等行为及时制止。