问题
在光伏电站中,尤其是山地光伏电站中,常会出现因地形等原因个别组串出现严重遮挡的情况。如下图中所示,位于同一行的组串,右侧的组串已经严重遮挡,左侧的组串情况稍好,从图中可以推测再往左边的组串应该是基本没有遮挡。
这种情况下,组件竖向两行布置,上下同串,下面一行组件被严重遮挡,整个组串(下文中称之为组串X)会处于什么状态?为什么?
想法
这是一位坎德拉热心读者实际遇到的问题,按照其自己的理解,如下图:
常规组件中串联了60片光伏电池片,同时设有三个旁路二级管,每20个电池片与一个旁路二极管并联。
当组件中的部分电池片被遮挡时,该部分电池片由于光生电流减小而成为了串联回路中的负载,降低了整个组件的输出功率。当该负载达到一定程度,使得并联的旁路二极管两端的电压差大于旁路二极管的导通电压时,旁路二极管正向导通,回路中的电流将直接通过该旁路二极管而不会通过与其并联的20片光伏电池片,这20片光伏电池片被旁路掉,在回路中不产生任何作用。
对于竖向布置的组件,当前排对后排产生阴影遮挡时,三个旁路二极管所并联的电池片中都有部分电池片被遮挡,因此三个旁路二极管均会导通。
再从组串来看,一个组串中22块组件为串联,其中11块旁路掉后,另11块似乎并不受影响,只不过组串的整体输出功率低一些而已。
验证
带着这个想法,这位坎德拉热心读者现场实际测了一下组串X的电流,测量结果是:
0.7A!!几乎是没有电流,这大大在他预料之外。
再次验证
这是为什么?有没有可能是组件质量问题? 旁路二极管应该导通却没有导通?
带着这个疑问现场又进行了测试,尝试筛选出损坏的组件:
将组串X从光伏系统中断开,然后将组串X中的中组件每4块进行串联(上面无遮挡两块,下面有遮挡两块),从右往左依次用仪器测量其输出(该串22板子全覆盖,轮着测了一遍),如果是因为某块组件损坏导致的该问题,则与其一组的4块串联组件将没有输出电流。
然而结果却是全部都有电流输出,没有任何一组测试因为下面组件遮挡而电流降低到几乎为零,电流在约3.4A(下午四点测)。这也就说明组串X中的组件全部都能正常工作,没有损坏的情况。
然而将组串X重新串联好接入光伏系统,测量其输出电流又成为了0.7A。
大家来讨论
这是一个很有意思的问题。读到这里,各位读者自己有什么想法?什么原因导致了这样的结果?
是被遮挡电池片电阻增大限制了整个组串的电流?
是旁路二极管的某种机理导致?
是组串接入了光伏系统的原因?
是组件?
是逆变器?
还是其他什么原因?
坎德拉将在明天文章中公布坎德拉对于这个问题的理解和解释,在此之前欢迎各位读者在本文留言区说出自己的想法,大家一起讨论,共同提高!
PS.
根据坎德拉对此问题的理解,在此剧透几个关键词供各位读者参考:电压、反向截止。欢迎各位读者指正。
原文始发于微信公众号(坎德拉学院):电流到底去哪儿了?您来说说看!