基于PVsyst7.0新版的半片组件发电系统的阴影仿真和性能研究

640?wx_fmt=jpeg半片技术是降低组件封装损失,提高组件功率的有效途径。本文从半片电池组件的阴影遮挡进行研究,通过PVsyst7.0最新版仿真,对比了144片半片组件与72片全片电池组件系统的发电性能。

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PVsyst7.0特点

PVsyst7.0是2020年5月25日发布,支持64位操作系统,大部分界面都已经更新。相比老版本,在组串电性能仿真方面,结合升级后的Layout布置和阴影算法,发电量仿真更为准确。

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从7.0版本开始,从技术层面来看,软件已经支持半片电池组件的电性能仿真,包括双面半片组件,特别是阴影遮挡的影响,比之前的版本要更加准确些640?wx_fmt=png
图1 PVsyst新界面

半片组件系统案例分析

 

本案例主要尝试对单面发电的全片和半片电池组件进行发电量比较,双面半片的对比,后续若有机会坎德拉学院再发布。
 
案例选用北京MN7.3气象数据,组件选用隆基单晶380W,组件数量160块,20块为一串,共8串,分4个MPPT接入华为组串式逆变器,系统仿真容量为60.8kW,方阵东南方向有树木遮挡。
 
仿真按全片380W和半片380W进行模拟,为了保证对比效果,仅单片电池片尺寸、数量不同,其他电性能均完全一致。
 
半片380W组件由144片电池组成,72片电池串联成一组,两组最后并联输出,全片380W由72片电池串联。
 
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图2 案例三维模型
 

 

半片组件系统仿真结果

 

从图3可知,单面全片组件系统年阴影遮挡损失电量为5459kWh,半片组件系统年阴影遮挡损失为3225kWh。由此可见,对于该案例场景,使用半片组件以后,阴影遮挡损失降幅达41%,特别是在冬季和春季,11月、12月、1月和2月,由于太阳高度角比较低,组件前后的阴影遮挡严重,半片组件的优势得以体现。例如一月份,全片组件的系统阴影遮挡损失为1523kWh,使用半片组件以后为764.5kWh
 
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图3 阴影遮挡损失电量对比(单位kWh)
 
由图4可知,使用半片电池组件以后,遇到阴影遮挡时,由于特殊的电路结构,即使遮挡了50%的电池串,剩下的上半部分电池串仍然有电流输出,而全片组件由于遮挡严重,旁路二极管的导通,组件输出电流很小。因此半片组件系统的输出电流大部分都要高于全片组件。

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图4 电流差值(半片与全片差值散点图)(A)
 
由图5可知,半片电池组件系统的出力整体要高于全片电池组件,特别是11月-次年2月时段,最大出力可相差8kW左右,半片组件系统与额定工况输出相比,最大出力提升了13%以上。

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图5 实时出力差值(半片与全片差值散点图)(单位kW)
图6为逆变器输入侧直流电量对比,电量的主要差异表现在1月、11月、12月。

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图6 逆变器输入侧直流电量对比(单位kWh)
 
图7和图8为全年的损耗图(局部)对比,阴影遮挡带来的电性能损失比例均不相同,半片组件系统仅3.85%,而全片组件系统达到了6.53%,两者相差2.68%,阴影遮挡电性能损失降幅达41%。
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图7半片组件系统损耗图(其中阴影遮挡电性能损失3.85%)
 
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图8全片组件系统损耗图(其中阴影遮挡电性能损失6.53%)

小结 

本文从遮挡场景分析了半片组件和全片组件在阴影遮挡损失上的不同、电流和系统出力的差异。
 
从结果可知,对于山地电站,树木、草木的遮挡较多,如果使用半片组件,则可从一定程度上降低阴影遮挡损失,提升系统的发电量。
 

PVsyst7.0下载地址:https://pan.baidu.com/s/101oQyy2EY9uFfhKZqXegsQ 提取码: pts8
 
PVsyst7.0购买咨询:关注公众微信号“坎德拉学院”,留言“PV咨询”
 
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原文始发于微信公众号(坎德拉学院):基于PVsyst7.0新版的半片组件发电系统的阴影仿真和性能研究

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