太阳能光伏组件遮挡问题研究

- 84 -工 程 技 术0 引言随着光伏电站规模的不断扩大，光伏板被风吹毁时有发生，特别是对安装在屋顶上的分布式光伏电站，其安全性尤为重要。

风荷载是反映结构性能和安全的重要指标，合理的风荷载取值对光伏电站的安全和降低工程造价具有重要的意义。

GB 50797—2012《光伏发电站设计规范》[1]或NB/T 10115—2018《光伏支架结构设计规程》[2]给出的体型系数取值主要针对地面的光伏组件，并未考虑屋顶女儿墙对分布式光伏组件遮挡效应的影响，使风荷载取值过于保守。

国内学者对光伏组件风荷载体型系数进行了一定的研究。

宫博等[3-4]通过风洞试验对单片光伏板的风压系数及体型系数进行研究，并采用频域方法计算光伏板的风振位移响应；李伟等[5]利用fluent 计算平台，模拟了各种风向角工况下光伏阵列的风荷载分布规律。

高亮等[6]通过组件倾角、高度、间距等因素对光伏板风荷载体型系数进行研究，推导出风荷载计算公式。

楼文娟[7]通过风洞试验和数值模拟对超大型光伏阵列风荷载进行研究，对各区域的体型系数取值提出建议。

现有文献及规范对光伏组件风荷载特性研究主要聚焦在地面上安装的光伏发电系统，对安装在屋顶上的光伏阵列风荷载体型系数取值仍不明确。

该文以三行十八列的光伏阵列为研究对象，通过有无女儿墙和最不利风向角多种工况，对光伏阵列风荷载体型系数和遮挡效应进行分析。

通过研究太阳能光伏组件单元体型系数随位置的变化规律，为光伏支架和基础设计提供参考。

1 风洞试验介绍1.1 试验模型及工况在浙江大学ZD-1风洞实验室开展光伏组件风洞试验，该风洞是一座单回流闭口立式钢结构和混凝土结构相结合的混合结构单试验段边界层风洞。

试验风场类别为A 类风场，试验风为8 m/s。

每块光伏组件正反两面对应布置5×4的风压测点，双面共计40个测点。

风洞试验模型如图1所示。

风洞试验采集仪的采样频率为312.5 Hz，每个测点采样样本总长为31 250个数据（约为100 s），采样时间间隔约为3.2 ms。

太阳能光伏组件热斑效应的检测与控制措施研究在光伏组件长期运行过程中，会出现一些影响光伏组件性能的质量问题，如“热斑效应”、“EV A黄变”、“隐裂”等，直接影响到光伏组件的发电效率和使用寿命，从光伏组件性能的统計数据来分析，其中“热斑效应”对光伏组件性能影响最大，已成为导致光伏组件损坏、发生火灾、发电功率下降的主要因素，对光伏发电项目经济效益，光伏电站安全运行等都带来了严重影响。

因此，为了控制“热斑效应”的危害，我们通过仿真实验、研究分析其形成原因，制定有效的控制措施，保证光伏光伏组件发电项目的安全、高效运行。

标签：光伏组件；热斑效应；控制措施1 引言能源是推动当今社会前进的动力，传统的煤炭、石油、天然气等化石能源及新兴的核能、风能、太阳能、地热能源等共同推动着社会的进步，现当人们拼命消耗能源，发展经济时，我们也面临着一个新的困境，一是传统能源数量逐渐减少，二是在使用这些传统能源时，这些能源所产生的排放物对环境造成的危害问题也变得日益突出。

在这个时候，人们都希望有一种无污染、无排放、可再生的能源，希望可以通过这种能源来替代原有的类的能源供给结构，以保障今后的可持续发展。

这时太阳能获得了人们的关注，这主要因为太阳能资源丰富，取之不尽、用之不竭、无污染且能为人类自由开发利用的天然资源。

太阳能光伏发电就是利用太阳能组件直接将太阳能转变成电能，运用的是光生伏特效应原理，根据此原理，太阳能组件吸收太阳辐射能量，将太阳光能转化为电能，最后通过一系列的转变处理，将此电能转换成我们可以直接利用的电能的过程。

光伏发电系统中的主要设备包括光伏组件、汇流箱、逆变器、升压变压器、电力电缆及监控系统等，而在这些设备里，光伏组件是光伏发电系统中最核心的设备，光伏组件光电转换率的高低和使用寿命直接决定了太阳能光伏发电阵列发电量和经济效益的多少，因此提高光伏组件的光电转换效率和使用寿命是太阳能光伏发电项目成功的关键。

在光伏组件长期运行过程中，会出现一些影响光伏组件性能的质量问题，如“热斑”、“EV A黄变”、“隐裂”等，直接影响到光伏组件的发电效率和使用寿命，从光伏组件性能的统计数据来分析，其中“热斑效应”对光伏组件性能影响最大，已成为导致光伏组件损坏、发生火灾、发电功率下降的主要因素，对光伏发电项目经济效益，光伏电站安全运行等都带来了严重影响。

据测算显示，光伏系统中存在的微乎其微的树荫及电线阴影，可导致电站发电量低约20-30%!当前农村户用和工商业屋顶建设光伏电站发电如今已经成为了一种流行趋势，光伏电站发电量的多少直接影响到最终收益，而阴影遮挡是非常常见的影响发电量的问题之一。

光伏阴影遮挡不可小觑那么，阴影遮挡对发电量的影响到底有多大呢?在很多屋顶光伏电站中，很多的业主为了安装时的一次性到位，往往不能完全避开阴影，因为业主们觉得反正阴影遮挡的区域并不大，影响应该不会很大，但实际上人们常常忽略了小范围阴影的威力。

据测算显示，光伏系统中存在的微乎其微的树荫及电线阴影，可导致电站发电量低约20-30%!在一定条件下，光伏系统中的部分电池会被周围其它物体所遮挡，造成局部阴影，这将引起某些电池发热，产生所谓“热斑”现象。

如果阴影影响不消除而长期存在的话，当热斑效应达到一定程度，组件上的焊点熔化并毁坏栅线，从而导致整个太阳电池组件的报废。

显然，遮挡严重影响到接线盒和电池板的使用寿命，同时严重影响发电量，减少业主的收益。

安徽某户用电站EL隐裂造成热斑后燃烧比较常见的光伏阴影遮挡源一、电线、护栏光伏电站建设范围虽然固定那么几种，但是电站周围的环境却是多样不一，即便是非常专业的系统设计公司，也会把电线、电站护栏无形间的遮挡忽视。

二、固定建筑物这里的建筑物有两种：一、在建设电站前就已经存在的建筑物遮挡;二、后天建造的建筑物遮挡。

三、光伏电站附近的植物光伏电站建的时候，附近还没有植物的，可是后来，会长出新的植物来，这些植物都对电站起到遮挡的作用。

四、鸟类的粪便和灰尘光伏组件常建于屋顶、地面之上，而对于置于室外的光伏电站，招灰尘更是简单容易，当组件上面覆盖一层灰尘，别小看这层灰尘，对光伏组件的发电量影响也是很大的，而且光伏组件也会成为鸟类“嬉戏玩耍”的场所，鸟类的粪便、散落的鸟类羽毛成为光伏组件上面的常客。

五、晒辣椒、晒红薯等之前网上有人晒出某用户在光伏组件上面晒辣椒、晒红薯，成为行业热议的话题，这种“滑稽之举”虽然方便了老百姓的生活，却给光伏电站带来了严重的危害。

太阳能光伏发电技术的阴影效应与阵列布局研究一、引言在当今世界，能源问题越来越成为人们关注的焦点，随着碳排放问题的愈发严重，传统的化石能源已经不能满足人们对于清洁能源的需求。

因此，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，受到了越来越多的关注与研究。

而其中，太阳能光伏发电技术更是备受瞩目，因为它不仅可以转化太阳光直接发电，而且还可以减少温室气体排放，具有巨大的经济和环境效益。

二、太阳能光伏发电技术的基本原理太阳能光伏发电技术是通过将太阳辐射直接转换成电能的技术，其基本原理是利用半导体材料（如硅）将太阳光中的光子转化成电子，从而产生电流。

在光照充足的情况下，光伏组件可以产生足够的电能，可以为家庭、工业和商业等领域提供电力。

三、阴影效应对太阳能光伏发电的影响在实际应用中，光伏组件的发电效率受到阴影效应的影响。

阴影效应指的是光伏组件受到阴影遮挡时，其发电效率会明显下降甚至完全中断。

这是因为太阳能电池板是由多个组件组合而成的，当其中一个组件被遮挡时，就会影响整个组件的发电效率。

因此，在布局光伏组件时，需要合理规划组件的位置，以避免阴影效应的影响。

四、太阳能光伏系统的阵列布局研究1. 阵列布局的影响因素太阳能光伏系统的阵列布局会影响光伏组件的发电效率，主要受到以下几个因素的影响：（1）组件间距：合理的组件间距可以避免组件之间的阴影效应，提高系统的整体发电效率。

（2）组件倾角：组件的倾角会影响太阳光的照射角度，进而影响发电效率。

根据所在地的纬度和季节变化，调整组件的倾角可以最大程度地利用太阳能资源。

（3）遮挡物考虑：在布局过程中需要考虑周围的建筑物、树木等遮挡物，避免影响太阳能的照射。

2. 最佳阵列布局方案为了提高太阳能光伏系统的发电效率，需要采取合理的阵列布局方案。

一般来说，光伏组件的布局包括平面布置和斜面布置两种方式。

在平面布置中，组件呈水平放置，适用于较小规模的屋顶光伏系统。

而在斜面布置中，组件呈斜面放置，可以更好地接收太阳光，适用于大规模的地面光伏电站。

工程中阴影遮挡对光伏系统的影响分析谭红廊坊新奥智能能源有限公司摘要：本文依托上海市崇明岛陈家镇国际生态社区屋顶光伏项目的实际工程案例，利用PV-SYST软件，建立模型，模拟建筑物对光伏系统的遮挡，动态分析两种不同太阳能阵列的阴影遮挡情况。

关键词：建模；阴影遮挡；光伏系统发电1概述1.1影响光伏系统发电的因素在光伏项目建设的前期工作中需要根据当地的气象数据、装机容量、方阵布局、系统拓扑结构、系统效率等要素来评估电站建成后第一年的理论发电量，评估方法可依靠PVSYST模拟软件通过参数设置、损耗参数修正、阴影计算等内容来模拟，当然这个结果一般只作为参考，因一些不确定的影响因素实际的发电量很难进行准确量化，因此和理论仍会存在一定的差异。

阴影遮挡是经常遇到的一个问题，对光伏的发电特性占主导地位。

在光伏系统的设计中，可能出现的阴影可分为随机阴影和系统阴影两种。

随机阴影产生的原因、时间和部位都不确定。

系统阴影是由于周围比较固定的建筑、树木以及建筑本身的女儿墙、冷却塔、楼梯问、水箱等遮挡而造成的。

采用阵列式布置的光伏系统，其前排电池可能在后排电池上产生的阴影也属于系统阴影。

处于阴影范围的电池不能接收直射辐射，但可以接收散射辐射，虽然散射辐射也可以使太阳能电池工作，但两类辐射的强度差异仍然造成输出功率的明显不周。

消除随机阴影的影响主要依靠光伏系统的监控子系统。

对于系统阴影，则应注意回避在一定直射辐射强度之上时诸遮挡物的阴影区。

1.2项目概述在进行光伏电站设计的时候，我们经常会遇到拟安装光伏组件的地方有阴影遮挡的问题，一般情况下，我们所说的阴影是旁边的建筑物造成的。

本文讨论的光伏项目位于上海市崇明岛陈家镇国际生态社区屋顶，该项目总装机容量为200KW，选用发电效率较高的晶硅太阳能电池TSM-300型光伏组件665块。

在建筑物屋顶的采光天窗两侧铺设太阳能光伏组件，属于周围固定建筑物引起的遮挡，为系统阴影。

由于PVSYST光伏系统设计软件具备较完善的阵列局部阴影分析功能，本文通过上海市崇明岛陈家镇国际生态社区屋顶光伏项目的实际工程案例，根据两种不同的光伏阵列铺设方式，运用该软件对建筑物引起的阴影遮挡进行初步的比较分析。

太阳能光伏组件热斑效应的检测与控制措施研究摘要：随着社会的不断发展，人类与生态环境之间的矛盾也越来越突出，已经严重威胁到人类的生存和发展。

在这种情况下，我国制定了生态环保政策，积极使用清洁能源，减少对生态环境的破坏。

太阳能以高效的利用率以及清洁、可再生等因素，成为应用最为广泛的一种清洁能源。

目前而言，我国的太阳能技术也取得了显著的发展，但是，太阳能光伏组件在长期的运行过程中，会出现一些影响光伏组件性能的质量问题，比如“热斑效应”，不仅影响光伏组件的工作效率，同时也对光伏组件的使用寿命造成了严重的影响。

基于此，需要相关的技术人员深入分析“热斑效应”的形成原因以及控制措施，保证太阳能光伏组件的高效运行。

关键词：太阳能；光伏组件；热斑效应；控制措施引言：能源是推动社会发展的重要动力，传统的能源是以石油、煤炭以及天然气为代表，新型能源则是以核能、风能、太阳能以及地热能为代表，共同组建了当今社会的能源体系。

但是，随着我国节能环保政策的不断深入，逐步压缩了对传统能源开采，积极发展新型清洁能源，以此来降低生态环境破坏带来的影响。

在这种情况下，太阳能成为了人们关注的重点，因为太阳能取之不尽、用之不竭，而且，太阳能的转化效率也比较高，是最为理想的一种新能源。

在太阳能系统当中，光伏组件就是其中的核心，光伏组件在长期的运行过程汇总，会出现一些影响光伏组件性能的质量问题，其中以“热斑效应”为代表，不仅影响光伏组件的使用效率，还严重地威胁到了光伏组件的使用寿命。

基于此，我们需要对光伏组件的数据进行详细的分析，分析一下出现“热斑效应”的根本原因，以及带来的影响，并且还需要进行深入的分析，制定科学合理的控制措施，以此来保证光伏组件的工作效率和工作质量，提高光伏组件的使用寿命。

一、“热斑效应”的概念在光伏组件当中，如果一串联支路出现了被遮挡、裂缝、气泡、起皮等情况，内部的连接构件也有可能出现失效的情况。

出现这种之后，通过这一串联支路的电阻就会增加，串联支路就会出现严重的发热情况，进而严重地消耗光伏组件所产生的能量，不仅如此，随着消耗能源的不断增多，串联支路的发热情况也会越来越严重，这种情况被称之为“热斑效应”。

太　阳　能第6期　总第338期2022年6月No.6　Total No.338 Jun., 2022SOLAR ENERGY0 引言近几年，随着国际能源的匮乏和各国对低碳经济的倡导，全球掀起了一股新能源浪潮，我国的新能源产业也正迅速发展，太阳能发电尤其是光伏发电进入了新的发展阶段。

随着中国光伏电站的大面积建设，能建设在荒漠、戈壁等相对较平整地形的光伏电站逐渐减少，而建设在丘陵、山地等高低不平、相对起伏地形的光伏电站逐渐增多。

在这类地形不平整的丘陵、山地光伏电站中，光伏组串布置在东、西坡时一般采用随坡就势的布置方式，以充分利用有限的土地资源，并可减少钢结构的用量。

但在部分偏远地区，当其土地资源较为充足时，在装机容量一定的前提下，东、西坡光伏组串采用了东西向固定倾角的布置方式，以此来提高光伏电站的整体发电量。

由于存在地形图勘测误差、现场施工放点误差、光伏组串支架安装工艺等多方面原因，若东、西坡光伏组串采用东西向固定倾角的布置方式，实际工程施工完成后，前后排光伏阵列之间很容易产生东西向的阴影遮挡，因此在施工完成后需要对相互遮挡的光伏组串进行调整。

本文以某实际工程案例为基础，针对现场出现的光伏组串阴影遮挡问题提出多个整改方案，然后通过PVsyst软件模拟各整改方案实施后光伏组串的发电情况，并与整改前光伏组串的发电情况进行对比，以此得出最优的整改方案。

1 实际工程案例本文作为研究基础的实际工程案例为湖北省某大型光伏电站，该电站总装机容量为100 MW p，采用300 W p多晶硅光伏组件，各光伏方阵采用集中式箱式逆变设备并网。

该工程的土地资源较为丰富，且总装机容量无法增加，因此为了追求光伏电站的最大发电量并综合考虑用地面积，该工程中的东、西坡光伏组串采用了东西向固定倾角的布置方案进行设计，即当东、西坡坡度小于6°时，光伏组串采用随坡就势的布置方式；当东、西坡坡度大于或等于6°时，光伏组串采用东西向固定倾角的布置方式，即光伏组串安装倾角为6°。

被部分遮挡的串联光伏组件输出功率、电压、电流有什么变化？
无论是太阳能电池组件还是阵列，在使用过程中都将不可避免地被遮挡。

这是由于太阳能电池表面可能会不清洁，可能会划伤，可能会有来自建筑物甚至云层的阴影。

一旦太阳能电池(组件)被遮挡，遮挡部分得到的太阳能辐射值就会减少，显然被遮挡部分的太阳能电池(组件)的输出功率就会减小，如果被遮挡的是并联部分，那么问题较为简单，只是该部分贡献的电流将减小；如果被遮挡的是串联部分，则问题严重得多，一方面会使整个回路的输出电流减小为该遮挡部分的电流，另一方面，被遮挡部分的太阳能电池将作为耗能器件以发热方式将其他未遮挡的太阳能电池串产生的多余地能量消耗掉。

而且长时间的阴影会造成组件产生热斑，这样的局部温度就会很高，甚至烧坏太阳能电池组件。

串联使用中当太阳能电池被遮挡时，回路的输出功率与遮挡面积不是线性关系。

即一个组件中即使只有一片太阳能电池被遮挡，整个组件的输出也将大幅度降低。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810006443.X(22)申请日 2018.01.04(71)申请人 中国计量大学地址 310018 浙江省杭州市江干区下沙高教园区学源街258号(72)发明人 魏缪宇　卫东　黄鑫　(51)Int.Cl.H02S 50/10(2014.01)H02S 40/30(2014.01)H02J 7/35(2006.01)(54)发明名称一种光伏组件阴影遮挡故障处理方法(57)摘要本发明提供一种光伏组件阴影遮挡故障处理方法，其特征在于应用一种均压电路实现对光伏组件之间的动态均压，从而解决因部分阴影遮挡而导致的组件由电源转化为负载而导致的热斑问题。

实现所提出光伏组件阴影遮挡故障处理方法的系统包括均压电路、电流检测模块及控制器三个模块。

其中均压电路包括均压电容C、滤波电感L和开关管Q 1、Q 2、Q 3和Q 4。

组件轻微失配时，均压电路启动工作，实现组件与组件之间的动态均压，并通过滤波电感稳定输出电流，最终达到组件之间的功率平衡；组件之间严重失配时，开关管体二极管导通，故障组件被短路。

本发明利用电容的充放电特性和开关管体二极管反向导通特性，实现了光伏组件阴影遮挡不同程度故障的处理与解决。

权利要求书1页 说明书4页 附图4页CN 108011587 A 2018.05.08C N 108011587A1.一种光伏组件阴影遮挡故障处理方法，其特征在于控制一种均压电路实现对受阴影遮挡光伏组件的功率平衡和故障解列；实现所提出光伏组件阴影遮挡故障处理方法的系统包括均压电路、控制器和电流检测模块三个部分；所述均压电路包括：均压电容C、滤波电感L、开关管Q 1、Q 2、Q 3和Q 4；所述开关管Q 1、Q 2、Q 3和Q 4均采用N沟道MOSFET，每个开关管内本身并联有体二极管（体二极管为开关管内部结构所形成的二极管）所述控制器用于控制均压电路中开关管的通断；所述电流传感装置用于检测均压电容C上的电流；设正常光伏组件PV1的输出电流为I 1，受阴影遮挡影响的光伏组件PV2的输出电流为I 2，由于阴影遮挡的原因，PV2在一定工作条件下的输出电流会小于PV1相应的输出电流，设补偿电流 ΔI=I 1-I 2，所述光伏组件阴影遮挡故障处理方法在具体操作时包括以下步骤：Ⅰ.判断均压电容C上电流，若有电流流经均压电容C，则启动控制器控制均压电路，均压电路参与工作，且由两种工作模式交替运行；在工作模式1：均压电容C、滤波电感L与开关管Q 1和Q 3串联，且连接处与前级光伏组件PV1的输出端并联；在工作模式2：均压电容C、滤波电感L与开关管Q 2和Q 4串联，且连接处与前级光伏组件PV2的输出端并联；(1)当所述方法中均压电路处于工作模式1时，均压电容C与正常光伏组件PV1并联，电容处于充电状态，储存PV1相较于PV2多产生的能量，补偿电流ΔI由正到负流入均压电容C，避免其反向流入受阴影遮挡影响的光伏组件PV2，此时PV1与PV2均可正常工作；(2)当所述方法中均压电路处于工作模式2时，均压电容C与受阴影遮挡影响的光伏组件PV2并联，电容处于放电状态，释放出在工作模式1中所储存的能量，补偿电流ΔI由负到正流出均压电容，此时PV1的输出电流等于补偿电流ΔI与PV2输出电流I 2之和，其值等于I 1，此时PV1与PV2均可正常工作；Ⅱ.判断均压电容C上的电流，若无电流流经均压电容C，则控制器解除对均压电路的控制，此时光伏组件状态可分为两种情况：(1)PV1与PV2均正常工作，此时两者输出电流相等，因此无补偿电流产生；(2)PV1与PV2之间补偿电流过大，导致PV2两端电压为负，电路中开关管固有的体二极管导通，故障组件被短路，从而解除故障。

改进YOLOv5的光伏组件热斑及遮挡小目标检测改进YOLOv5的光伏组件热斑及遮挡小目标检测摘要：光伏发电作为一种清洁能源技术，得到了广泛的应用。

然而，光伏组件热斑和遮挡小目标的检测一直是光伏发电系统中的重要问题。

本文提出了一种改进的YOLOv5算法，旨在提高光伏组件热斑和遮挡小目标的检测准确性和效率。

通过对数据集的分析和实验验证，结果表明所提出的方法在光伏组件热斑和遮挡小目标的检测任务中具有较高的检测准确度和鲁棒性。

1.引言光伏发电是一种通过将太阳能转换为电能的技术，将太阳能转化为电能，以替代传统能源。

光伏组件是光伏发电系统中最关键的组成部分之一。

然而，由于各种原因，光伏组件可能会出现热斑和遮挡现象。

热斑是由于光伏组件局部故障引起的热量不均匀现象，可能会导致发电效率下降。

而遮挡小目标则可能导致光伏组件某些区域无法正常工作。

因此，准确检测光伏组件的热斑和遮挡小目标是提高光伏发电系统性能和可靠性的关键。

2.相关工作在过去的几十年中，许多研究者提出了各种方法来解决光伏组件热斑和遮挡小目标的检测问题。

其中，基于深度学习的目标检测算法得到了广泛的关注。

YOLOv5是目前一种较为先进的目标检测算法，其通过将目标检测问题转化为回归问题，可以实现实时的目标检测。

然而，YOLOv5在光伏组件热斑和遮挡小目标的检测上还存在一定的不足，需要进一步改进。

3.改进的YOLOv5方法在本文中，我们提出了一种改进的YOLOv5算法，旨在提高光伏组件热斑和遮挡小目标的检测准确性和效率。

具体而言，我们对YOLOv5进行了以下改进：3.1 数据增强为了提高模型的泛化能力和鲁棒性，我们使用了数据增强的方法。

具体而言，我们采用了随机裁剪、随机缩放和随机旋转等方法，生成了更加丰富多样的训练样本。

3.2 区域注意力机制为了更好地处理光伏组件热斑和遮挡小目标的问题，我们引入了区域注意力机制。

该机制可以使网络更加关注光伏组件的热斑和遮挡小目标区域，从而提高检测的准确性。

光伏斜屋顶阴影遮挡优化计算设计在如今的可再生能源时代，太阳能发电作为一种环保、可持续的能源形式，越来越受到关注。

而光伏斜屋顶作为太阳能发电的重要形式之一，在实际应用过程中常常面临阴影遮挡的挑战。

为了提高光伏斜屋顶发电系统的效率，优化阴影遮挡是一个关键的设计要素。

一、阴影遮挡的影响阴影遮挡是指当光照条件改变，光伏斜屋顶各组件之间产生阴影，导致光伏模块产生不均匀发电的现象。

阴影遮挡会导致光伏阵列部分模块的发电效率下降，进而影响整个光伏发电系统的输出功率。

阴影遮挡主要受到以下几个因素的影响：1. 时日角度变化：太阳在不同季节和不同时间角度的变化会导致光线照射角度的改变，从而导致阴影遮挡的位置和范围发生变化。

2. 建筑物周围环境：周围建筑物、树木等会产生阴影，进而影响光伏斜屋顶的光照情况。

3. 面板布局：光伏斜屋顶上的组件布局会对阴影遮挡产生巨大影响。

例如，面板的排列密度、间距以及面板的倾斜角度等都会影响阴影的形成。

二、阴影遮挡优化计算设计为了优化光伏斜屋顶阴影遮挡的设计，提高光伏发电系统的效率，需要综合考虑以上因素，采用合适的计算方法进行优化设计。

1. 光照角度计算：通过计算太阳在不同季节和时间的角度，可以确定阴影遮挡的位置和范围。

这可以借助专业的太阳轨迹计算软件实现，根据指定的地理位置和日期时间来模拟太阳的轨迹，并计算光线的入射角度。

2. 遮挡分析与模拟：在已知光照角度的基础上，可以利用电脑模拟软件对光伏斜屋顶的布局进行分析和模拟，找出阴影遮挡的情况。

这可以帮助设计师更好地规划面板的位置和倾角，以避免或减少阴影遮挡。

3. 阴影遮挡对发电效率的影响评估：通过计算阴影遮挡的位置和范围，可以评估阴影对光伏斜屋顶的发电效率的影响程度。

这可以帮助设计师选择最佳的布局方式，以最大程度地减少阴影遮挡造成的能量损失。

4. 布局优化计算：根据阴影遮挡评估结果，结合其他设计要求，如建筑物结构、安全要求等，进行布局优化计算。

光伏组件间距遮挡计算公式光伏发电是一种利用太阳能光伏效应直接将太阳能转换成电能的技术。

在光伏发电系统中，光伏组件的间距遮挡是一个重要的问题。

合理的间距遮挡可以最大程度地利用太阳能资源，提高光伏发电系统的发电效率。

因此，对于光伏组件间距遮挡的计算公式的研究具有重要的意义。

光伏组件间距遮挡计算公式的推导是基于光伏组件的布局和太阳光照条件的分析。

在光伏发电系统中，光伏组件的布局通常是平行排列或者交错排列。

在这两种布局方式下，光伏组件之间的遮挡效应是不同的，因此需要分别推导出相应的计算公式。

首先，我们来看平行排列的光伏组件布局。

在这种布局方式下，光伏组件之间的间距是固定的，假设为d。

太阳光照射到光伏组件上时，会产生阴影区域，阴影区域的大小和形状取决于光照角度和光伏组件的尺寸。

我们可以通过几何学的方法推导出光伏组件之间的遮挡面积与太阳光照面积之间的关系，从而得到遮挡面积的计算公式。

假设太阳光照射到光伏组件上的面积为A，光伏组件之间的遮挡面积为S，遮挡率为η，则有S = ηA。

通过对几何关系的分析和计算，可以得到遮挡率η与光伏组件间距d、太阳光照角度等因素之间的数学关系，从而得到平行排列光伏组件布局下的间距遮挡计算公式。

接下来，我们来看交错排列的光伏组件布局。

在这种布局方式下，光伏组件之间的间距也是固定的，同样假设为d。

与平行排列不同的是，交错排列的光伏组件布局会产生交错的阴影效应，这使得遮挡面积的计算更加复杂。

同样可以通过几何学的方法推导出光伏组件之间的遮挡面积与太阳光照面积之间的关系，从而得到遮挡面积的计算公式。

通过对几何关系的分析和计算，可以得到交错排列光伏组件布局下的间距遮挡计算公式。

除了光伏组件布局的不同，太阳光照条件也会对间距遮挡的计算公式产生影响。

太阳光照的角度、强度和方向都会对光伏组件的遮挡效应产生影响，因此在实际应用中需要考虑这些因素对间距遮挡计算公式的影响。

在实际的光伏发电系统设计中，间距遮挡的计算公式可以帮助工程师合理设计光伏组件的布局，最大程度地利用太阳能资源，提高光伏发电系统的发电效率。

关于组件灰尘遮挡对光伏电站发电效率影响的探讨摘要：为更直观地研究灰尘遮挡对光伏电站发电效率造成的影响，国家电投邢台新能源发电有限公司根据本地区特点，选取皇寺光伏电站#14方阵逆变器A、B所带光伏组件作为研究对象，逆变器 B所带光伏组件全部安装智能清扫装置，每天定时清扫，逆变器A所带光伏组件正常定期进行维护清扫，通过A、B逆变器每天发电量的对比，分析灰尘遮挡对发电效率的影响。

并通过对光伏电站清扫成本与灰尘遮挡造成的发电收益损失进行综合计算，研究计算组件清扫的最大收益的方法。

进而为科学合理的设置清扫方案提供指导依据，提高光伏电站的综合系统效率。

关键词：光伏电站、灰尘遮挡、智能清扫装置一、引言国内专业检测机构及专家的相关研究表明，组件表面的灰尘遮挡对于光伏电站发电效率的影响普遍高于预期，大量电站的检测研究显示，灰尘遮挡对组件输出功率造成接近4-5%的下降。

根据中国电力投资集团科研院去年对多个电站的检测结果显示，部分地区高于可研设计值，损失比例达4%以上。

针对组件表面灰尘遮挡对光伏发电效率的影响，国家电投邢台新能源发电有限公司进行了组件灰尘遮挡对光伏发电效率影响的专项课题研究。

二、背景国家电投邢台皇寺光伏电站地处河北省邢台县皇寺镇，占地1400多亩，为低山丘陵地形，海拔高度为 145m-257m ，场区地势崎岖不平，不便于大型机械车辆行驶。

邢台市空气污染严重，皇寺光伏电站离邢台市区的直线距离仅13公里，再加上电站周围分布着大量的钢铁、玻璃及化工企业，灰尘遮挡成为影响皇寺光伏电站发电效率的最主要因素之一。

三、灰尘遮挡对组件影响的理论分析1、灰尘附着于组件表面，会减弱组件接收的太阳辐照强度，同时会造成太阳辐照的不均匀性，减少了组件接受太阳辐射的有效面积及光辐照量，而且还会使光线在玻璃盖板中传播的均匀性发生改变。

根据光线的折射和反射理论，当太阳光线到达钢化玻璃表面时，大部分光线会折射进入玻璃内部，然后从另一表面透过，照射到光伏电池表面，从而发生光伏效应。

太　阳　能第10期　总第354期2023年10月No.10　Total No.354Oct., 2023SOLAR ENERGY0 引言随着中国光伏电站的大规模建设，地势平坦的土地资源日趋减少，山地光伏电站规模近年来逐步增加。

通常山地光伏电站所处的地形复杂，导致此类电站设计难、施工难、运维难。

早期一些山地光伏电站，由于抢装，造成一系列设计和施工缺陷，导致光伏组件存在阴影遮挡问题，引起光伏组件输出功率偏低，从而降低了光伏电站的发电量[1]。

此外，当光伏组件长期被遮挡时，其内部分电流将会通过反向二极管，导致光伏组件中被遮挡的区域可能成为负载或不能产生电能；当被遮挡的太阳电池的二极管电压超过击穿电压后，该太阳电池将被严重损坏[2-3]。

因此，为提升光伏电站系统效率，降低光伏组件损坏风险，需要对部分山地光伏电站存在的光伏组件阴影遮挡问题进行技术改造(下文简称为“技改”)。

技改的核心考量因素是经济性，即在安全生产的基础上，以最低的造价，获得最佳的效果。

早期建设的光伏电站的上网电价较高，这给技改提供了经济可行性空间。

技改的经济性和技改带来的具体效益需要结合项目情况和具体技改方案进行分析。

本文针对山地光伏电站的光伏组件阴影遮挡问题进行技改方案及其经济性探讨，旨为具有阴影遮挡问题整改需求的光伏电站提供数据参考。

1 光伏组件阴影遮挡技改方案对于山地光伏电站，常见的阴影遮挡类型有前、后排光伏组串间遮挡，东、西相邻光伏组串间遮挡，建、构筑物遮挡和杂草树木对光伏组串遮挡等，如图1所示。

其中通过技改能够改善遮挡影响的主要是光伏组串前、后遮挡和光伏组串东、西向遮挡两种类型。

DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20230607.02 文章编号：1003-0417(2023)10-69-06山地光伏电站光伏组件阴影遮挡技改方案的经济性分析马　月1*，吕永刚2，吴　琼1，惠　超1，王淑娟1(1.西安益通热工技术服务有限责任公司，西安 710032； 2.深圳市禾望科技有限公司，深圳 518055)摘　要：针对山地光伏电站光伏组件阴影遮挡问题，提出了重接线、调整光伏支架立柱高度或光伏组件安装倾角、以大换小、拆除重装4种方案，并针对每种方案进行经济性分析，给出不同新增投资下，投资回收期为5年时，需要提升的等效利用小时数。

光伏阵列间遮挡计算方法光伏阵列是利用太阳能将光能转化为电能的装置，它由多个光伏组件组成。

然而，在实际应用中，光伏阵列中的光伏组件之间可能会存在遮挡现象，导致部分组件无法正常接收到太阳光的照射，进而影响整个光伏阵列的发电效率。

因此，为了确保光伏阵列的正常运行，需要对阵列间的遮挡进行计算和分析。

光伏阵列间的遮挡计算方法主要包括两个方面：遮挡率计算和阵列排布优化。

遮挡率计算是评估光伏阵列中的遮挡程度，即计算在一定时间段内阵列中的光伏组件被遮挡的时间比例。

常用的方法是建立数学模型，通过考虑太阳高度角、方位角、组件间距等因素，计算阵列中每个组件的遮挡时间，然后将遮挡时间累加得到总的遮挡时间。

最后，将总的遮挡时间除以总的时间，即可得到光伏阵列的遮挡率。

阵列排布优化是在遮挡率计算的基础上，通过合理调整光伏组件的排布方式，减少阵列间的遮挡现象，提高光伏阵列的发电效率。

常用的优化方法包括：增加组件间距、调整组件的安装角度、改变组件的排列方式等。

通过这些优化手段，可以最大程度地减少光伏组件之间的遮挡情况，提高光伏阵列的发电效率。

在实际应用中，光伏阵列间的遮挡计算方法可通过计算机模拟和实地测量相结合的方式进行。

计算机模拟可以利用光伏模拟软件，根据地理位置、光伏组件参数等输入条件，模拟光伏阵列的遮挡情况，并计算遮挡率。

实地测量则可以通过安装遮挡检测装置，实时监测光伏组件的遮挡情况，并记录遮挡时间。

通过对计算结果和实测数据的对比分析，可以验证计算方法的准确性和可靠性。

需要注意的是，在进行光伏阵列间遮挡计算时，还需考虑光伏组件的工作温度对发电效率的影响。

高温会导致光伏组件的效率下降，因此在优化阵列排布时，也应考虑组件之间的散热情况，以保证组件的工作温度在合理范围内。

光伏阵列间的遮挡计算方法是确保光伏阵列正常运行的重要环节。

通过遮挡率计算和阵列排布优化，可以减少阵列间的遮挡现象，提高光伏阵列的发电效率。

在实际应用中，计算机模拟和实地测量相结合的方式可以有效地进行遮挡计算和分析。

太阳能光伏电站的阴影分析与优化1. 引言太阳能光伏电站是利用太阳辐射能转化为电能的装置，近年来受到越来越多的关注和应用。

然而，由于光伏电站中存在阴影问题，其发电效率受到了一定的影响。

本文将对太阳能光伏电站的阴影分析与优化进行探讨，以提高光伏电站的发电效率和经济效益。

2. 阴影的影响因素2.1 建筑物与树木建筑物和高大的树木是最常见的阴影来源，它们会阻挡太阳辐射直射到光伏电池板上，导致发电量的减少。

在电站规划和设计过程中，需要充分考虑周边环境，并合理安排电站的布局，以减少建筑物与树木对电站带来的阴影影响。

2.2 阴影互遮光伏组件之间的阴影互遮现象也会对电站的发电效率产生显著影响。

当一个组件被阴影覆盖时，它将导致相邻组件的发电量降低。

因此，在电站设计中，要合理安排光伏组件的布局，最大程度地减少阴影互遮现象的发生。

3. 阴影分析方法3.1 阴影图分析法阴影图分析法是一种直观的分析方法，可以通过制作阴影图来观察阴影的变化情况。

在电站规划和设计过程中，可以使用专业的阴影模拟软件，结合地理数据和光照参数，生成阴影图，以评估光伏电站的阴影情况，并对电站的布局进行优化。

3.2 数值模拟方法数值模拟方法是一种更精确的阴影分析方法，可以通过计算机模拟光伏组件在不同时间段的阴影情况。

通过对太阳高度角、方位角和光伏组件的精确几何参数进行建模，可以得到准确的阴影分析结果，为电站的优化设计提供科学依据。

4. 优化措施4.1 布局优化合理的电站布局是减少阴影影响的关键。

在选址和规划过程中，需要考虑周边环境的阴影情况，并选择开阔的场地，尽量避免高大建筑物和树木的阴影覆盖。

同时，可以通过合理的组件布局和间距设计，减少阴影互遮现象，提高电站的发电效率。

4.2 调整组件角度通过调整光伏组件的倾斜角度，可以最大限度地减少阴影对光伏组件的遮挡。

根据所在地的纬度和季节变化，合理调整组件的倾斜角度，以实现最佳的光电转换效果，提高光伏电站的发电量。

如何解决太阳能光伏领域中的阴影遮挡问题太阳能光伏发电是一种绿色、可再生的能源，被广泛应用于全球各地。

然而，太阳能光伏领域中的阴影遮挡问题一直是困扰着光伏发电效率和可靠性的一个重要挑战。

本文将探讨如何解决这一问题，以推动太阳能光伏技术的发展和应用。

阴影遮挡问题对太阳能光伏发电系统的影响不可忽视。

当光伏电池板的一部分或全部被阴影遮挡时，遮挡部分的光能无法被转化为电能，从而降低了整个光伏系统的发电效率。

此外，阴影还可能导致光伏电池板的温度升高，进一步降低发电效率，并且可能引发电池板的热失效。

首先，我们可以通过优化光伏电池板的布局来减少阴影遮挡的影响。

传统的光伏电池板布局往往是平面或固定角度的，这容易导致阴影遮挡。

因此，可考虑采用可调节角度的光伏电池板布局，以最大程度地减少阴影遮挡。

此外，还可以采用多级布局，将光伏电池板分为多个独立的组件，避免一个组件的阴影影响其他组件的发电效率。

其次，利用先进的光伏电池技术也是解决阴影遮挡问题的一种途径。

传统的多晶硅光伏电池在阴影遮挡下的发电效率较低，而新型的薄膜光伏电池和有机光伏电池在阴影遮挡下表现更好。

薄膜光伏电池具有较高的灵活性和透明度，可以应用于更多的场景，减少阴影遮挡的影响。

有机光伏电池则具有更高的鲁棒性和可塑性，能够在一定程度上抵抗阴影遮挡的影响。

此外，智能化的光伏电池板管理系统也可以帮助解决阴影遮挡问题。

通过安装光伏电池板上的传感器，可以实时监测阴影遮挡情况，并根据情况调整光伏电池板的角度和布局。

同时，利用人工智能和大数据分析技术，可以预测和优化阴影遮挡的影响，提高光伏发电系统的整体效率。

最后，政府和企业可以加大对太阳能光伏领域的研发投入，推动技术创新和产业升级。

通过研发更高效、更鲁棒的光伏电池技术，减少阴影遮挡的影响，提高光伏发电系统的可靠性和经济性。

同时，加强光伏发电系统的标准化和监管，确保系统的安全性和可持续发展。

总之，解决太阳能光伏领域中的阴影遮挡问题是推动太阳能光伏技术发展和应用的重要一步。

山地光伏电站组件阴影遮挡原因及改善措施分析景建龙;翟红晓【摘要】山地光伏电站投运后阴影遮挡现象严重影响发电量和投资收益.本文分析了山地光伏电站组件遮挡产生的原因,通过计算山地坡度与遮挡间距的关系,提出光伏电站局部陡坡等复杂地形是山地光伏组件遮挡的主要原因,对设计和施工阶段的过程控制提出了建议,对施工和运营过程的阴影遮挡提出了改善措施.【期刊名称】《太阳能》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】5页(P73-77)【关键词】山地光伏电站;阴影遮挡;间距;坡度;局部地形【作者】景建龙;翟红晓【作者单位】中电投北京新能源投资有限公司;中电投黑龙江新能源有限公司【正文语种】中文随着科学和社会的进步，全球所面临的资源和环境问题也日益突出，由于传统能源的存量有限，使得对其的开发和利用受到限制，只能寻找可替代的新能源。

光伏发电具有显著的能源、环保和经济效益，是最优质的绿色能源利用方式之一。

因此近年来，我国光伏发电技术得到了迅猛发展。

但随着时间的推移，一些资源条件好、地形条件好的区域的开发空间越来越少，同时由于土地资源稀缺，利用荒山开发新能源电站越来越普遍。

而山地陡坡等复杂地貌特点不同于地面电站设计理念，由于补贴电价调价压力，边设计边施工现象普遍，造成光伏电站建设超常规发展，山地光伏电站投运后阴影遮挡现象较突出，严重影响发电量和投资收益。

本文分析了组件遮挡产生的原因及其对组件发电效率造成的影响，同时提出了改进措施，对于提高光伏电站的发电效率具有一定的现实意义。

山地光伏电站在实际安装和运行过程中会碰到许多复杂的环境因素，造成对光伏组件的遮挡。

通过对河北某山地光伏电站安装和运营情况的调查分析后发现，组件被遮挡的原因及其影响表现在以下几个方面：1)电杆铁塔的遮挡。

山地光伏区电力汇流设计常采用电缆直埋和桥架敷设相结合的方式，但有些山区存在铁塔电力线路、通信塔、通信线路等经过光伏区的情况，这些设计或施工管理的不到位往往易造成光伏组件遮挡，如图1所示。