在光伏電站中，尤其是山地光伏電站中，常會出現(xiàn)因地形等原因個別組串出現(xiàn)嚴(yán)重遮擋的情況。如下圖中所示，位于同一行的組串，右側(cè)的組串已經(jīng)嚴(yán)重遮擋，左側(cè)的組串情況稍好，從圖中可以推測再往左邊的組串應(yīng)該是基本沒有遮擋。

這種情況下，組件豎向兩行布置，上下同串，下面一行組件被嚴(yán)重遮擋，整個組串（下文中稱之為組串X）會處于什么狀態(tài)？為什么？

A: 下面11塊組件旁路二極管導(dǎo)通，被旁路掉，上面11塊組件仍然正常工作；

B: 整個組串均無功率輸出。

這是一位現(xiàn)場人員實際遇到的問題，按照其自己的理解，此時應(yīng)該是情況A。理由如下：

常規(guī)組件中串聯(lián)了60片光伏電池片，同時設(shè)有三個旁路二級管，每20個電池片與一個旁路二極管并聯(lián)。

當(dāng)組件中的部分電池片被遮擋時，該部分電池片由于光生電流減小而成為了串聯(lián)回路中的負載，降低了整個組件的輸出功率。當(dāng)該負載達到一定程度，使得并聯(lián)的旁路二極管兩端的電壓差大于旁路二極管的導(dǎo)通電壓時，旁路二極管正向?qū)?，回路中的電流將直接通過該旁路二極管而不會通過與其并聯(lián)的20片光伏電池片，這20片光伏電池片被旁路掉，在回路中不產(chǎn)生任何作用。

對于豎向布置的組件，當(dāng)前排對后排產(chǎn)生陰影遮擋時，三個旁路二極管所并聯(lián)的電池片中都有部分電池片被遮擋，因此三個旁路二極管均會導(dǎo)通。

再從組串來看，一個組串中22塊組件為串聯(lián)，其中11塊旁路掉后，另11塊似乎并不受影響，只不過組串的整體輸出功率低了，所以A應(yīng)該比較正確。

帶著這個想法，現(xiàn)場人員實際測了一下組串X的電流，測量結(jié)果是：

0.7A！！幾乎是沒有電流，這大大在他預(yù)料之外。

這是為什么？有沒有可能是組件質(zhì)量問題？ 旁路二極管應(yīng)該導(dǎo)通卻沒有導(dǎo)通？

帶著這個疑問現(xiàn)場又進行了測試，嘗試篩選出損壞的組件：

將組串X從光伏系統(tǒng)中斷開，然后將組串X中的中組件每4塊進行串聯(lián)（上面無遮擋兩塊，下面有遮擋兩塊），從左到右依次用儀器測量其輸出，如果是因為某塊組件損壞導(dǎo)致的該問題，則與其一組的4塊串聯(lián)組件將沒有輸出。

然而結(jié)果卻是全部都有電流輸出，沒有任何一組測試因為下面組件遮擋而電流降低到幾乎為零，這也就說明組串X中的組件全部都能正常工作，沒有損壞的情況。

然而將組串X重新串聯(lián)好接入光伏系統(tǒng)，測量其輸出電流又成為了0.7A。

如此看來問題應(yīng)該出現(xiàn)在組串X接入或不接入光伏系統(tǒng)這一點上。對比組串接入光伏系統(tǒng)與不接入光伏系統(tǒng)，兩者區(qū)別在于當(dāng)將組串接入光伏系統(tǒng)后，系統(tǒng)中存在與該組串并聯(lián)的其他組串（正常工作無遮擋）以及存在逆變器的MPPT調(diào)節(jié)，讓我們看看加入這兩個因素是否能推論出組串X輸出電流幾乎為零這一結(jié)果。

我們一步步來看整個遮擋的過程：

1. 在遮擋發(fā)生的初期，組件最下面一行電池片少量被遮擋，其輸出電流有所下降，但并不會下降到非常低；

2. 當(dāng)遮擋嚴(yán)重到一定程度，下面一排11塊組件的所有旁路二極管導(dǎo)通，只剩下上面11塊組件工作，此時若只看該組串而不看光伏系統(tǒng)，那么得到的結(jié)果是該組串電壓降低到原來的一半左右，仍然可以正常工作輸出電流；

3. 然后將光伏系統(tǒng)納入到考慮范圍中后，由于與組串X并聯(lián)的其他組串仍正常工作，因此其他組串的電壓將是組串X的兩倍左右。逆變器的MPPT跟蹤的是最大功率，正常工作的組串都是22塊組件在工作，而組串X只有11塊組件，因此為了維持該MPPT下的光伏系統(tǒng)輸出功率最大，系統(tǒng)的電壓將維持正常工作組串的電壓水平附近，不會有較大下降，以避免其他組串輸出功率下降，所以組串X的電壓將被抬升，從IV曲線可以看出，隨著組件電壓升高，電流的下降速率是逐漸加大的，越接近于開路電壓，電流下降速度越快。因此組串X的電纜隨著電壓的升高迅速下降，從IV曲線看的話，一直可以下降到0；

然而現(xiàn)在組串X中能夠提供電壓的只有11塊組件，其產(chǎn)生的電壓始終無法與22塊組件相當(dāng)。當(dāng)組串X中組件電壓均達到開路電壓后，組串X的電壓達到最大值，無法繼續(xù)升高。此時光伏系統(tǒng)中的電壓仍高于組串X的電壓，那么該組串中電流方向理論上應(yīng)該逆轉(zhuǎn)，然而PN結(jié)具有單向?qū)ㄐ裕ò姵仄团月范O管），對于反向的電流，PN結(jié)均處于反向截止?fàn)顟B(tài)，只有非常低的反向飽和電流可以通過。

因此出現(xiàn)了照片的0.7A的結(jié)果。

當(dāng)然，這是小編根據(jù)現(xiàn)場提供的情況結(jié)合自己所知所作出的理解和推論，實際情況是否如此還需現(xiàn)場人員實際進行進一步測量以驗證。如果讀者中有其他的理解及想法，也歡迎大家在留言中說出，一起討論，共同進步。

原文始發(fā)于微信公眾號（坎德拉學(xué)院）：組串遮擋，不像你想的那么簡單！