解密:阴影遮挡下的光伏组串电流去哪儿了?

解密:阴影遮挡下的光伏组串电流去哪儿了?

昨天坎德拉发布的文章《电流到底去哪儿了?您来说说看!》中介绍了一位坎德拉热心读者在工作中遇到的问题。

 

问题复述

光伏电站有一个组串(下文称之为组串X),组串X中组件是竖向两行布置,上下同串,其中下面一行组件被严重遮挡。

 

解密:阴影遮挡下的光伏组串电流去哪儿了?

▲遮挡的组串

 

这位坎德拉热心读者认为:

 

 

在上述情况,组串中被遮挡的光伏组件的旁路二极管导通,组串的电流应该还是基本正常(当时辐照下在4A左右)

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实际的情况是:

 

然而实测以后大大出乎他的意料,在排除了组串中有组件损坏的可能性的前提下,组串X输出电流基本为0!(如果想了解更详细的细节可阅读原文

解密:阴影遮挡下的光伏组串电流去哪儿了?

▲现场测量组串电流

读者反馈

 

在昨天文章的留言中,读者们讨论也很热烈,大家都说出了自己的理解,看得出来关注坎德拉公众号的读者们都有很高的技术水平的。

解密:阴影遮挡下的光伏组串电流去哪儿了?

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坎德拉解析

 

从昨天的文章中可以看出

(1)组串X输出直接短路,电流输出正常;

(2)组串X与其他组串一起接入到逆变器直流侧,其输出电流很低,只有0.7A。

 

如此看来问题应该出现在:组串X接入或不接入逆变器直流侧这一点上。

 

我们一步步来看整个遮挡的过程:

 

-①-

在遮挡发生的初期,组件最下面一行电池片少量被遮挡,其输出电流有所下降,但并不会下降到非常低;

 

-②-

遮挡严重到一定程度,下面一排11块组件的所有旁路二极管导通,只剩下上面11块组件工作,此时若只看该组串而不看光伏系统,那么得到的结果是该组串电压降低到原来的一半左右,仍然可以正常工作输出电流

 

-③-

光伏系统纳入到考虑范围中后,由于与组串X并联的其他组串仍正常工作,因此其他组串的电压将高于组串X,约为两倍左右。

 

逆变器的MPPT跟踪的是最大功率,正常工作的组串都是22块组件在工作,而组串X只有11块组件,因此为了维持该MPPT下的光伏系统输出功率最大,系统的电压将维持正常工作组串的电压水平附近,不会有较大下降,以避免其他组串输出功率下降。

 

所以组串X的电压将被抬升,从IV曲线可以看出,随着组件电压升高,电流的下降速率是逐渐加大的,越接近于开路电压,电流下降速度越快。因此组串X的电缆随着电压的升高迅速下降,从IV曲线看的话,一直可以下降到0

解密:阴影遮挡下的光伏组串电流去哪儿了?

 

-④-

然而现在组串X中能够提供电压的只有11块组件,其产生的电压始终无法与22块组件相当。当组串X中组件电压均达到开路电压后,组串X的电压达到最大值,无法继续升高。此时光伏系统中的电压仍高于组串X的电压,那么该组串X中电流方向理论上应该逆转,然而PN结具有单向导通性(包括电池片和旁路二极管),对于反向的电流,PN结均处于反向截止状态只有非常低的截止电流可以通过

 

因此出现了照片的0.7A的结果。

解密:阴影遮挡下的光伏组串电流去哪儿了?

结语

 

这就是小编根据现场提供的情况结合自己所知所作出的理解和推论,实际情况是否如此还需现场人员实际进行进一步测量以验证。同时也欢迎读者们继续讨论、指正。

 

原文始发于微信公众号(坎德拉学院):解密:阴影遮挡下的光伏组串电流去哪儿了?

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