? ? ? ?半片技術(shù)是降低組件封裝損失，提高組件功率的有效途徑。本文從半片電池組件的陰影遮擋進(jìn)行研究，通過PVsyst7.0最新版仿真，對(duì)比了144片半片組件與72片全片電池組件系統(tǒng)的發(fā)電性能。
? ? ? ?PVsyst7.0是2020年5月25日發(fā)布，支持64位操作系統(tǒng)，大部分界面都已經(jīng)更新。相比老版本，在組串電性能仿真方面，結(jié)合升級(jí)后的Layout布置和陰影算法，發(fā)電量仿真更為準(zhǔn)確。
從7.0版本開始，從技術(shù)層面來看，軟件已經(jīng)支持半片電池組件的電性能仿真，包括雙面半片組件，特別是陰影遮擋的影響，比之前的版本要更加準(zhǔn)確些。
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? ? ? ?本案例主要嘗試對(duì)單面發(fā)電的全片和半片電池組件進(jìn)行發(fā)電量比較，雙面半片的對(duì)比，后續(xù)若有機(jī)會(huì)坎德拉學(xué)院再發(fā)布。
? ? ? ?案例選用北京MN7.3氣象數(shù)據(jù)，組件選用隆基單晶380W，組件數(shù)量160塊，20塊為一串，共8串，分4個(gè)MPPT接入華為組串式逆變器，系統(tǒng)仿真容量為60.8kW，方陣東南方向有樹木遮擋。
? ? ? ?仿真按全片380W和半片380W進(jìn)行模擬，為了保證對(duì)比效果，僅單片電池片尺寸、數(shù)量不同，其他電性能均完全一致。
? ? ? ?半片380W組件由144片電池組成，72片電池串聯(lián)成一組，兩組最后并聯(lián)輸出，全片380W由72片電池串聯(lián)。
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? ? ? ?從圖3可知，單面全片組件系統(tǒng)年陰影遮擋損失電量為5459kWh，半片組件系統(tǒng)年陰影遮擋損失為3225kWh。由此可見，對(duì)于該案例場景，使用半片組件以后，陰影遮擋損失降幅達(dá)41%，特別是在冬季和春季，11月、12月、1月和2月，由于太陽高度角比較低，組件前后的陰影遮擋嚴(yán)重，半片組件的優(yōu)勢得以體現(xiàn)。例如一月份，全片組件的系統(tǒng)陰影遮擋損失為1523kWh，使用半片組件以后為764.5kWh。
圖3 陰影遮擋損失電量對(duì)比（單位kWh）
? ? ? ?由圖4可知，使用半片電池組件以后，遇到陰影遮擋時(shí)，由于特殊的電路結(jié)構(gòu)，即使遮擋了50%的電池串，剩下的上半部分電池串仍然有電流輸出，而全片組件由于遮擋嚴(yán)重，旁路二極管的導(dǎo)通，組件輸出電流很小。因此半片組件系統(tǒng)的輸出電流大部分都要高于全片組件。
圖4 電流差值（半片與全片差值散點(diǎn)圖）(A)
? ? ? ?由圖5可知，半片電池組件系統(tǒng)的出力整體要高于全片電池組件，特別是11月-次年2月時(shí)段，最大出力可相差8kW左右，半片組件系統(tǒng)與額定工況輸出相比，最大出力提升了13%以上。
圖5 實(shí)時(shí)出力差值（半片與全片差值散點(diǎn)圖）（單位kW）
圖6為逆變器輸入側(cè)直流電量對(duì)比，電量的主要差異表現(xiàn)在1月、11月、12月。
圖6 逆變器輸入側(cè)直流電量對(duì)比（單位kWh）
? ? ? ?圖7和圖8為全年的損耗圖（局部）對(duì)比，陰影遮擋帶來的電性能損失比例均不相同，半片組件系統(tǒng)僅3.85%，而全片組件系統(tǒng)達(dá)到了6.53%，兩者相差2.68%，陰影遮擋電性能損失降幅達(dá)41%。
圖7半片組件系統(tǒng)損耗圖（其中陰影遮擋電性能損失3.85%）
圖8全片組件系統(tǒng)損耗圖（其中陰影遮擋電性能損失6.53%）
? ? ? ?本文從遮擋場景分析了半片組件和全片組件在陰影遮擋損失上的不同、電流和系統(tǒng)出力的差異。
? ? ? ?從結(jié)果可知，對(duì)于山地電站，樹木、草木的遮擋較多，如果使用半片組件，則可從一定程度上降低陰影遮擋損失，提升系統(tǒng)的發(fā)電量。
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- 半片組件如何做到降本增效（上）
- 半片組件如何做到降本增效（下）
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（坎德拉學(xué)院）：基于PVsyst7.0新版的半片組件發(fā)電系統(tǒng)的陰影仿真和性能研究
