光伏组件遮挡对功率影响实验

光伏组件布局对发电效率的影响及优化分析摘要：本论文研究了光伏组件布局对太阳能发电效率的影响，并进行了优化分析。

通过对不同布局方式的光伏组件进行实验和模拟，研究了组件之间的间距、角度、朝向等参数对发电效率的影响。

结果显示，合理的组件布局可以显著提高太阳能发电系统的效率。

优化布局使得光伏组件能够更好地捕获太阳辐射，减少阴影遮挡和光能损失。

本研究为光伏电站的设计和建设提供了有益的指导和参考。

关键词：光伏组件布局；太阳能发电效率；优化分析；太阳能捕获；光能损失引言：随着对可再生能源的需求日益增长，太阳能发电作为一种清洁、无污染的能源逐渐受到广泛关注。

然而，光伏发电系统的效率直接影响其经济可行性和实际应用价值。

因此，对光伏组件布局对发电效率的影响进行深入研究和优化分析变得尤为重要。

本论文旨在探究不同布局方式对太阳能发电效率的影响，并通过实验和模拟为光伏电站的设计提供有益的指导和参考。

我们相信，通过合理的布局优化，将能够进一步提高光伏发电系统的性能，推动可再生能源的可持续发展。

一、光伏组件布局对太阳能发电效率的影响随着全球对清洁能源的需求日益增加，太阳能发电作为一种环保、可再生的能源形式，受到了越来越多的重视。

光伏组件作为太阳能发电系统的核心部分，其布局方式对整个系统的发电效率有着重要影响。

在光伏电站的设计和建设过程中，合理的组件布局可以最大限度地利用太阳能资源，提高光能转换效率，降低能源成本，增加发电量。

1、光伏组件的布局涉及到多个因素，包括组件之间的间距、角度、朝向等。

首先，适当的组件间距可以减少阴影遮挡，避免不必要的能量损失。

合理的间距设计可以确保光伏组件之间不会互相遮挡，从而充分利用太阳辐射，使每个组件都能发挥最大发电能力。

其次，组件布置的角度和朝向对太阳能的捕获和利用效率也有重要影响。

根据所在地的纬度、季节和太阳高度角等因素，调整光伏组件的倾斜角度和朝向，可以最大程度地使组件正对着太阳，从而最大限度地吸收太阳辐射，提高发电效率。

光伏组件竖向、横向布置不同，发电量差异大！在光伏电站的设计中，光伏组件的放置有两种设计方案：方案一：竖向布置，如下图。

图1光伏组件竖向布置的光伏电站方案二：横向布置，如下图。

图2光伏组件横向布置的光伏电站根据我的了解，目前竖向布置的电站会更多一些。

主要原因是，竖向布置安装方便，横向布置时，最上面的一块安装比较费劲！这就影响了施工进度。

经过与业内的多位专家探讨之后，发现一横、一竖，对发电量的影响太大了！逐步说明这个问题。

1、前后遮挡造成电站电量损失在电站设计过程中，阵列间距是非常重要的一个参数。

由于土地面积的限制，阵列间距一般只考虑冬至日6个小时不遮挡。

然而，6小时之外，太阳能辐照度仍是足以发电的。

从本人获得的光伏电站的实测数据来看，大部分电站冬至日的发电时间在7小时以上，在西部甚至可以达到9个小时。

（一个简单的判别方法，日照时数是辐射强度≥120W/m2的时间长度，而辐射强度≥50W/m2时，逆变器就可以向电网供电。

因此，当12月份的日照时数在6h以上时，发电时间肯定大于6h。

）结论1：我们为了减少占地面积，在早晚前后光伏方阵必然会有遮挡，造成发电量损失。

2、光伏组件都有旁路二极管热斑效应：一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量，被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。

这种效应能严重的破坏太阳电池。

有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。

为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。

因此，旁路二极管的作用就是：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。

上一张60片的光伏组件的电路结构图。

图3光伏组件的电路结构图结论2：光伏组件式需要旁路二极管的。

- 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。

第1篇一、实验目的本次实验旨在对天合光能210R至尊580W系列光伏组件的性能进行评估，包括其功率输出、效率、耐久性以及在不同环境条件下的表现。

通过实验数据，验证该系列组件在光伏发电领域的应用潜力和优势。

二、实验材料与设备1. 实验材料：- 天合光能210R至尊580W系列光伏组件- 测试架- 阴影遮光板- 温度计- 湿度计- 数据采集器2. 实验设备：- 光伏组件测试仪- 恒温恒湿箱- 风机- 蓄电池- 负载电阻三、实验方法1. 功率输出测试：- 将光伏组件安装在测试架上，确保其水平并垂直于地面。

- 使用光伏组件测试仪对组件进行功率输出测试，记录在标准光照条件（AM1.5G，1000W/m²）下的功率输出。

- 改变光照强度，记录不同光照条件下的功率输出。

2. 效率测试：- 测试组件在标准光照条件下的效率，包括开路电压、短路电流、最大功率点电压和电流。

- 通过公式计算组件的效率。

3. 耐久性测试：- 将组件置于恒温恒湿箱中，模拟不同温度和湿度条件，观察组件性能变化。

- 使用风机模拟不同风速条件，观察组件性能变化。

4. 电池特性测试：- 将组件与蓄电池连接，测试其在不同负载下的电压和电流输出。

- 记录电池放电曲线，分析电池特性。

四、实验结果与分析1. 功率输出测试：- 在标准光照条件下，组件最大功率输出为580W，符合产品规格。

- 随着光照强度的增加，组件功率输出随之增加，符合光伏组件的基本特性。

2. 效率测试：- 在标准光照条件下，组件效率为22.5%，略高于产品规格。

- 在不同光照条件下，组件效率有所下降，但仍保持在21%以上。

3. 耐久性测试：- 在高温和湿度条件下，组件性能略有下降，但在恢复到标准环境后，性能恢复至正常水平。

- 在模拟风速条件下，组件性能基本稳定，未出现明显下降。

4. 电池特性测试：- 在不同负载下，组件电压和电流输出稳定，电池放电曲线平滑。

- 组件与蓄电池连接后，电池放电性能良好。

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。

组件阴影遮挡情况说明
为了保证系统安装容量及系统的发电量，通过多次实地测量，初步确定组件布置方案。

根据《光伏发电站设计规范（GB 50797-2012）》的规定，要保证全年9:00-15:00时间段光伏组件阵列前后左右互不遮挡。

为了尽可能的减少阴影造成的发电量损失，西面最外侧组件距离墙体的距离约为4米。

通过现场实地观测（观测日期2019年10月31日），具体阴影遮挡情况如下：
通过实地观测，可以看出14：08左右，由于受最南侧松树及墙角的影响，最南侧一排组件，西边第一块组件开始有阴影遮挡；14:15左右，土坡上开始有树尖引起的阴影遮挡；在下午3点左右西侧松树造成的阴影遮挡，影响每排组件的最西边两块组件。

下午3点20左右，西侧的生产厂房开始造成阴影。

为保证下午3点之前不造成阴影遮挡，建议对西侧松树树尖进行修理，降低松树的高度即可。

由于下午3点之后，太阳辐照强度开始快速下降，之后阴影造成的发电量损失影响较小。

具体如下分析：
通过实际发电数据分析，当天下午3点之后的发电量占全天总发电量的10%-
15%左右，而阴影遮挡之后可以造成当前时间段10%-20%的发电量损失，故可以推算出3点之后如有阴影遮挡，大概发电量损失约占全天发电量1%-3%。

光伏电池是将太阳光辐射能量直接转换成电能的器件。

单个硅晶体光伏电池能得到的最大电压约为0.6V，最大电流约为30mA/cm2。

因此光伏电池很少单个使用，而是串联或并联起来，以获得所期望的电压或电流。

光伏组件正是由多个光伏电池连接和封装而成的产品，是光伏发电系统中电池方阵的基本单元。

为了达到较高转换效率，光伏组件中的单体电池须具有相似的特性。

在实际使用过程中，可能出现电池裂纹或不匹配、内部连接失效、局部被遮光或弄脏等情况，导致一个或一组电池的特性与整体不谐调。

失谐电池不但对组件输出没有贡献，而且会消耗其他电池产生的能量，导致局部过热。

这种现象称为热斑效应。

当组件被短路时，内部功率消耗最大，热斑效应也最严重。

一、热斑效应原理当然，并不是所有的电池都可以通过调整遮光比例达到最佳阻抗匹配。

完全遮光情况下，不同特性的Y电池I-V曲线如图3所示。

斜率越低，表明电池的并联电阻越大。

考虑(S-1)个电池串的最大输出功率点所限定的“试验界限”，根据I-V曲线与“试验界限”的交点，把电池分为电压限制型(A类)和电流限制型(B类)。

A类电池并联电阻较大，可以通过减少遮光面积，达到最佳阻抗比配；B类电池的并联电阻较小，完全遮光已是Y电池消耗功率最大的状态。

二、热斑耐久试验热斑效应可导致电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化、封装材料老化等永久性损坏，是影响光伏组件输出功率和使用寿命的重要因素，甚至可能导致安全隐患。

因此，IEC 61215:2005《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定性》专门设置了热斑耐久试验，以考核光伏组件经受热斑加热效应的能力。

热斑耐久试验过程包括最坏情况的确定、5小时热斑试验以及试验后的诊断测量，分为以下4个步骤。

1、选定最差电池由于受到检测时间和成本的限制，热斑耐久试验不能针对组件中的每一个电池进行。

因此，正式试验之前先比较和选择热斑加热效应最显著的电池。

具体方法是，在一定光照条件下，将组件短路，依次遮挡每个电池，被遮光后稳定温度最高者为最差电池片。

地面光伏组件——设计鉴定和定型第二部分：测试步骤1.范围和目的此国际标准系列基于IEC 规定了地面用光伏组件设计鉴定和定型的要求，该组件是在IEC 60721-2-1中所定义的一般室外气候条件下长期使用。

这部分IEC 61215适用于全部地面光伏组件材料，例如晶体硅光伏组件和薄膜组件。

本标准不适用于带聚光器的组件，尽管此项标准能可能用于低聚光组件（1-3个太阳光）。

对于低聚光组件，全部测试使用的电流，电压和功率等级均满足设计要求。

本试验程序的目的是在尽可能合理的经费和时间内确定组件的电性能和热性能，表明组件能够在规定的气候条件下长期使用。

通过此试验的组件的实际使用寿命期望值将取决于组件的设计以及它们使用的环境和条件。

2.引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中全部或部分引用而构成了本标准的条文。

标注日期的标准，仅引用的版本有效。

未标注日期的标准，可使用最新版本标准（包括任何修订）。

IEC 60050，国际电工词汇（网址：）IEC 60068-1 环境测试-第一部分：总述和指导IEC 60068-2-21 环境测试-第2-21部分测试-测试U：引出端强度以及整体支架安装设备IEC 60068-2-78 环境测试-第2-78部分：测试Cab：湿热，稳定状态IEC 60721-2-1 环境状态的分类-第2-1部分：在自然条件下的环境状态-温度和湿度 IEC 60891 光伏设备-温度和辐照度的修正来测量I-V特性的步骤IEC 60904-1 光伏设备-第一部分：光电流-电压特性的测量IEC 60904-2 光伏设备-第二部分：光伏标准设备的要求IEC 60904-3 光伏设备-第三部分：地面光伏设备和标准光谱福照度数据的测量原则 IEC 60904-7 光伏设备-第七部分：光伏设备光谱错配修正的测量IEC 60904-8 光伏设备-第八部分：光伏设备光谱响应率的测量IEC 60904-9 光伏设备-第九部分：太阳光模拟器操作要求IEC 60904-10 光伏设备-第十部分：线性测试的方法IEC 61215-1 地面光伏组件-设计鉴定和定型-第一部分：测试要求IEC TS 61836 太阳光伏系统能量-术语，定义和符号IEC 61853-2 光伏组件测试结果和能量等级-第二部分：光谱响应，入射角，和组件操作测试温度IEC 62790 光伏组件的接线盒-安全要求和测试ISO 868 塑料和橡胶-通过硬度测验器测量压痕硬度（回跳硬度）3.术语和定义本文件的目的，术语和定义由IEC 60050和IEC TS 61836中给出，其他如下。

光伏组件积尘遮挡损失测试方法摘要：针对光伏发电系统的组件积尘遮挡损失，在简单介绍损失定义与成因的基础上，提出损失测试方法，并结合实例验证了这一测试方法的合理性、可行性、有效性与准确性，为实际的组件损失测试及组件清洗工作安排等提供定量化评价方法。

关键词：光伏组件；积尘遮挡损失；损失计算如今，光伏发电技术已在我国得到大规模利用，在减少一次能源消耗、環境保护等方面发挥出重要作用。

在光伏发电系统当中，包含成百上千个组件，每个组件都决定了系统的发电量和发电效率。

如果组件被积尘遮挡，无法吸收太眼光，则会对系统发电量造成显著的影响。

1光伏组件积尘遮挡损失基本定义与形成原因分析光伏组件积尘遮挡损失即因为组件表面被灰尘遮挡而无法正常工作，由此造成的损失。

由于积尘遮挡而使光伏方阵产生功率损失的机理为：（1）如果玻璃盖板的表面附着大量灰尘颗粒，则真正被玻璃盖板吸收的光将变少，降低电池光强，导致光电效应明显下降，进而产生不同程度的功率损失[1]。

（2）无论是灰尘的不断覆盖，还是积灰在吸收光能后释放出的热，均会使组件散热压力变大，造成散热速度变慢，进而增加温升损失；部分组件甚至由于温度过高产生热斑，使组件损坏，无法正常发电。

可见，积尘对组件功率有重大影响，是引起功率下降的主要原因，相比于无积尘状态，有积尘时组件实际功率要小很多。

2光伏组件积尘遮挡损失测试方法采用cetisPV-CTF1光伏阵列功率测试仪对清洗前后的某固定光伏组件进行测试，明确积尘与无积尘两种状态下组件的伏安特性，并对背板温度及光强进行准确记录，最后通过修正获得最大功率值。

此时，为保证数据真实性与准确性，测试需要在相同条件下进行3次以上，取各测试结果的中间值；另外，组件在清洗以后应静置，待其温度保持稳定以后方可测试。

对比清洗前后组件修正后的最大功率值，即可确定由积尘遮挡造成的实际损失，计算公式如下：（1）式（1）中，表示组件清洗前修正后最大功率值；表示组件清洗后修正后最大功率值；表示由积尘遮挡造成的实际损失[2]。

光伏发电效率影响因素分析摘要：全球光伏产业链快速增长，运营规模不断扩大。

发电现场受到土属性、开发过程中实际征地以及避让大型公共构筑物的限制，导致面积有限。

太阳能输出的不稳定导致了低功率密度的缺陷。

如何在相对有限的区域内更合理地设计太阳能组件，最大限度地提高发电量，在相对有限空间和成本内提高企业的发电能力，是我们更应该关注的重点。

随着光伏安装运营规模的不断扩大，发电厂的稳定性和高效运行至关重要。

实际上，看起来结构单一的太阳能组件是光伏发电站的关键部件，然而光伏发电效率也是最易于遭受外界诸多复杂环境的因素影响。

基于此，本文就光伏发电效率影响因素进行相关探究。

关键词：光伏发电；发电效率；影响因素中图分类号：TM615文献标识码：A引言近年来，随着可再生能源在能源危机背景下的快速发展，中国的光伏发电技术取得了突出成果，为解决中国的能源问题做出了巨大贡献。

在中国，光伏发电在清洁能源发电中发挥着举足轻重的作用。

国务院和地方政府大力支持光伏发电的研究和应用。

从2020年到2021，确定了“双碳”目标，到2021年确定了新能源的主体地位，到2022年国家加大了对光伏项目的支持力度，都体现了国家光伏发电政策的重要性。

然而，光伏发电需要大面积的空间来铺设太阳能电池板，投资较大，因此分布式光伏发电成为目前的发展趋势，分布式光伏发电可以降低成本，增加居民收益，减少输电过程中的电能损失。

1 光伏发电技术光伏发电技术是新能源背景下的产品，具有较高的社会应用价值和意义，也是新能源产业的重要组成部分。

本质上，光伏发电技术所涉及的工作原理主要是利用半导体电子器件，以及太阳能技术手段，实现对阳光的吸收，通过辐射完成能量积累，并在此基础上实现功率转换。

目前，光伏发电技术不仅在中国有很高的应用价值，对其他国家也有很高应用价值。

光伏发电技术的存在可以有效减少资源获取，避免对生态环境造成不必要的破坏和影响。

光伏发电技术的存在不会产生对任何燃料的需求，发电过程也不会产生任何程度的污染。

遮挡现象对大型并网光伏电站输出性能的影响谢丽莹;孙韵琳;李祥志;洪瑞江【摘要】西北地区地域开阔、太阳资源丰富，有广泛分布的戈壁、沙漠、滩涂，是建设光伏电站的的良好场所。

光伏电站在实际的长期户外使用中往往会碰到许多复杂的环境因素，其中，遮挡现象是影响电站发电特性的重要因素。

该文首先阐述了光伏组件受到遮挡时的数学模型；同时，根据对某大型光伏电站的现场考察结果，总结了大型并网光伏电站的遮挡共性，分别是前后排阵列、配电装置、植被以及鸟粪遮挡，并在电站现场就不同类型的遮蔽物遮挡进行实验；结合光伏组件/串I-V特性测试仪的测试结果，验证了数学模型计算出来函数断点与实测的数据有一定的一致性；最后得出各种遮挡现象导致的电站发电量损失，并提出有效的防范措施，日后电站建设有一定的参考意义。

%The northwest area provides ideal situation for installing PV power systems with its rich solar resource and open area,such as Gobi desert.A prototype of a shaded photovoltaic module is presented. And then,the typical shading types are concluded,which is classified as front row shading,vegetation, wire poles and distribution rooms and birds dropping after longtime surveys and observation.The shading effects caused by some particular obstacles are measured and analyzed according to the field test on a 20-MW PV system.Reduction of the I-V and P-V characteristic has been observed and compared with the theoretical value.In the end,some suggestions on dealing with these shading problems in the installation and operation of the PV system are proposed.【期刊名称】《中山大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】4页(P129-132)【关键词】遮挡;I-V输出特性;并网;光伏系统【作者】谢丽莹;孙韵琳;李祥志;洪瑞江【作者单位】中山大学太阳能系统研究所，广东广州510275;中山大学太阳能系统研究所，广东广州510275;中山大学太阳能系统研究所，广东广州510275;中山大学太阳能系统研究所，广东广州510275【正文语种】中文【中图分类】TM615光伏电站一般设置在地域开阔、阳光充足的地带，西北地区广泛分布的戈壁、沙漠、滩涂，为其提供了理想的地点。

积灰对光伏发电工程的影响研究一、摘要随着全球能源需求的不断增长，太阳能作为一种清洁、可再生能源得到了广泛关注。

光伏发电作为一种有效的太阳能利用方式，正逐渐成为电力系统的重要组成部分。

在光伏发电系统的运行过程中，积灰现象日益严重，对发电效率产生了一定的影响。

本文通过对光伏发电系统中积灰的形成机制、影响因素及其对发电效率的影响进行深入研究，旨在为光伏发电系统的优化设计和运行提供理论依据和实践指导。

本研究采用理论分析、实验研究和数值模拟等方法，对积灰现象进行全面而深入的分析。

分析了光伏发电系统中积灰的形成机理，包括灰尘颗粒的来源、传输和沉积过程；探讨了积灰对光伏发电系统性能的影响，重点关注了发电效率的降低、电池板寿命的缩短等问题；提出了针对性的清洗和防护措施，以减少积灰对光伏发电系统的不良影响。

通过本研究，结果表明积灰对光伏发电工程的发电效率具有显著的负面影响。

采取有效的措施预防和减轻积灰问题是光伏发电领域急需解决的问题。

本研究不仅为光伏发电系统的设计、运行和维护提供了重要参考，而且对于推动太阳能技术的可持续发展也具有重要意义。

1.1 研究背景与意义随着全球对可再生能源的关注和投资不断增长，光伏发电作为其中最有潜力的技术之一，在全球范围内得到了广泛的应用和推广。

光伏发电系统的长期稳定运行受到了多种因素的影响，其中积灰问题就是一项重要的影响因素。

积灰不仅影响光伏组件的发电效率，还会导致设备损坏和性能下降。

开展积灰对光伏发电工程影响的研究，对于提高光伏系统的运行稳定性、降低维护成本以及推动光伏产业的可持续发展具有重要意义。

本研究旨在通过深入分析积灰的形成机制、影响因素及其对光伏发电系统性能的影响，为光伏电站的运营和维护提供科学依据和技术支持，以应对日益严重的积灰问题。

1.2 国内外研究现状及发展趋势在全球范围内，随着环境保护意识的不断提高和对可再生能源的重视，光伏发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正逐渐成为能源转型的重要方向。

太阳能电池特性测量及应用实验能源短缺和地球生态环境污染已经成为人类面临的最大问题。

本世纪初进行的世界能源储量调查显示，全球剩余煤炭只能维持约216年，石油只能维持45年，天然气只能维持61年，用于核发电的铀也只能维持71年。

另一方面，煤炭、石油等矿物能源的使用，产生大量的CO2、SO2等温室气体，造成全球变暖，冰川融化，海平面升高，暴风雨和酸雨等自然灾害频繁发生，给人类带来无穷的烦恼。

根据计算，现在全球每年排放的CO2已经超过500亿吨。

我国能源消费以煤为主，CO2的排放量大约占世界的25%，位居世界第一，所以减少排放CO2、SO2等温室气体，已经成为刻不容缓的大事。

推广使用太阳辐射能、水能、风能、生物质能等可再生能源是今后的必然趋势。

广义地说，太阳光的辐射能、水能、风能、生物质能、潮汐能都属于太阳能,它们随着太阳和地球的活动，周而复始地循环，几十亿年内不会枯竭，因此我们把它们称为可再生能源。

太阳的光辐射可以说是取之不尽、用之不竭的能源。

太阳与地球的平均距离为1亿5千万公里。

在地球大气圈外，太阳辐射的功率密度为1.353kW /m2，称为太阳常数。

到达地球表面时，部分太阳光被大气层吸收，光辐射的强度降低。

在地球海平面上，正午垂直入射时，太阳辐射的功率密度约为1kW /m2，通常被作为测试太阳电池性能的标准光辐射强度。

太阳光辐射的能量非常巨大，从太阳到地球的总辐射功率比目前全世界的平均消费电力还要大数十万倍。

照射在地球上的太阳能非常巨大，每年到达地球的辐射能相当于49000亿吨标准煤的燃烧能，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年的能量消费。

可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。

而且太阳能发电干净，不产生公害。

所以太阳能发电被誉为最理想的能源。

太阳能发电有两种方式。

光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成蒸气，再驱动汽轮机发电，太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高。

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。

光伏电站阴影遮挡测试与分析作者：郭嘉荣胡振球来源：《电子技术与软件工程》2016年第22期摘要本文阐述了并网光伏电站阴影遮挡测试的依据和主要测试方法，并结合实例论述了检测操作示例。

【关键词】阴影遮挡并网光伏电站水平在光伏电站项目建设的前期，往往先进行的是电站设计，我们经常会先考虑到拟安装光伏组件的地方会否受到树木、建筑等各种遮挡物的影响，从而对发电量造成损失的问题，例如当遇到这个问题时我们需要找到一个合适的解决方案，那么我们如何来解决这个问题呢，下面我们一起沟通交流一下。

1 阴影遮挡检测依据及检测方法1.1 检测依据针对阴影遮挡，国内外都已制定了相关的标准，例如CGC/GF003.1：2009，CNCA/CTS0016-2015。

1.2 检测方法目前，谈论到建筑阴影遮挡对光伏阵列的影响，常见的检测仪器是suneyes2010（图1），因为suneye2010是由鱼眼镜头，水平仪，指南针等一系列的元件构成，放在组件上能有效分析太阳影子对光伏系统的影响，使光伏系统设计更加合理，仪器可以测试太阳行程、太阳阴影、以及朝向.。

前面所提及到的光伏电站阴影遮挡主要是指所有阵列在全年12个月9：00-15：00时间段内是否有遮挡。

在使用仪器suneye2010测试时，先进行的是拟测试区域的地理位置和所属时区设置；接着进行的是现场操作，事前选取所测区域有可能被遮挡的光伏阵列，将仪器水平放在组件上，并使指南针指向南边180度正南方向，按测量键，仪器自动测量和保存数据。

最后就是数据处理分析，根据仪器导出的数据，可以准确地判断安装的方阵在全年12个月9：00-15：00受阴影的影响情况。

1.3 阴影遮挡检测操作示例目的：检测安装的光伏组件在全年12个月9：00-15：00会不会被阴影遮挡。

操作：首先开机设置拟测试区域的地理位置，本文选取了目前华南地区最大的屋面太阳能光伏电站—格兰仕中山基地50MW光伏电站。

本电站通过GPS定位，位于22°70'N，113°41' E （图2），随即选取一年中9：00-15：00有可能被遮挡的光伏阵列，如图3就是有可能早上遮挡到组件的水龙头，接着将suneye2010水平放在拟被遮挡的组件上，并使指南针指向南边180度正南方向进行测量。

光伏组件表面阴影对其发电量影响的实验研究作者：牛海霞王京董正茂来源：《内蒙古教育·科研版》2017年第07期摘要：以大型地面光伏电站和分布式光伏电站作为研究对象，通过模拟光伏组件表面不同阴影占比，得出阴影对光伏组件发电量的影响特性，指导电站运营者合理安排光伏组件安装行距。

关键词：光伏组件；阴影；发电量【中图分类号】G 【文献标识码】B【文章编号】1008-1216（2017）07B-0062-02从长远来看，可再生能源将是人类未来的主要能源来源，因此世界上多数国家都十分重视可再生能源对未来能源供应的重要作用。

在新的可再生能源中，光伏发电和风力发电是发展最快的，世界各国都把太阳能光伏发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向。

根据欧洲JRC 的预测，到2030年太阳能发电将在世界电力的供应中显现其重要作用，占比达到10%以上。

光伏组件行间距疏密程度，直接影响光伏电站投资成本。

如果光伏组件行间距过宽，导致土地面积浪费，增加土地成本；如果光伏组件行间距过窄，导致前排光伏组件遮挡后排光伏组件，致使光伏组件发电量下降。

以某电站光伏组件的阴影环境因素为例，通过模拟这种环境因素，测试光伏组件的发电量，得出这种环境因素对光伏组件的发电量影响的特性，从而指引地面光伏电站运营单位采取合理措施应对环境，提高地面光伏电站的发电量。

一、研究基础（一）地面光伏电站接线方式某光伏电站于2013年年底并网发电。

该光伏电站项目采用265Wp多晶硅光伏组件，整个光伏电站分20个方阵，每个方阵装机容量为1MWp，连接两台500kW逆变器，共用一台1000kVA箱式升压变压器送出。

每台逆变器并联6个汇流箱，每个汇流箱接16路光伏组串，每个光伏组串由20块太阳能电池板串联形成。

1MWp光伏方阵接线方式如图1所示。

（二）实验条件选取320块性能和外表相似的光伏组件，要求同一厂家生产，开路电压，最大功率相同，衰减、温度系数、颜色及表面光洁度相近似。