在光伏系統(tǒng)的運行過程中，組件失配如同潛藏在暗處的 “隱形刺客”，悄無聲息地對光伏發(fā)電量造成損害，情況嚴重時，還會誘發(fā)熱斑效應(yīng)，縮短光伏組件使用壽命，甚至引發(fā)火災(zāi)等安全隱患。本期，我們就通過一則案例，開啟組件失配的知識科普。
一、實證案例：昱能微逆如何降低組件失配影響
我們以浙江臺州的一戶陽光棚項目為例，系統(tǒng)容量為47.15kW，分南北兩個屋面安裝，共采用20臺昱能科技微型逆變器DS3D和1臺微型逆變器DS3以及82塊光伏組件。如下圖所示，在房屋西北方向有高出組件的建筑，會產(chǎn)生部分陰影遮擋，容易導(dǎo)致部分組件的發(fā)電功率出現(xiàn)差異，造成組件失配，降低系統(tǒng)發(fā)電量。
如下圖所示，通過昱能科技EMA智能運維平臺，我們以7月3日為例，可以看到當天下午15時左右，位于屋頂西北角的多塊組件受陰影遮擋，其發(fā)電功率受到了不同程度的影響，而得益于微型逆變器組件級MPPT的優(yōu)勢，被遮擋組件并不會影響到其他正常組件的運行，這大大降低了組件失配的影響，減少了發(fā)電量的損失。
此外，通過運維平臺，我們還可以查看每塊組件的發(fā)電量，如下圖所示，每塊組件上顯示的數(shù)字即為當天發(fā)電量。我們以被遮擋組件所在的北面屋頂組件為例，即圖中綠框所圈部分，該面屋頂發(fā)電量共計141.08度。若該系統(tǒng)采用傳統(tǒng)組串式逆變器，粗略估算一下，該屋面的組件功率將受到整串中輸出最小的一塊組件（發(fā)電量為2.94度）的限制，那么這一天系統(tǒng)的發(fā)電量則為111.72度，比微型逆變器系統(tǒng)少了約29度電，發(fā)電損失約20%。
通過案例可知，組件失配會對電站的發(fā)電量造成嚴重影響，那么，對于組件失配，你了解多少呢？一起來看看吧：
二、什么是組件失配，它如何產(chǎn)生？
在光伏系統(tǒng)中，組件失配（Module Mismatch）是指由于光伏組件的性能參數(shù)差異、安裝條件不同或外部環(huán)境影響，導(dǎo)致各組件之間無法協(xié)同高效工作，進而造成系統(tǒng)發(fā)電效率下降的現(xiàn)象。它是光伏系統(tǒng)功率損失的主要原因之一，尤其大規(guī)模光伏電站。組件失配的產(chǎn)生原因是多種多樣的，主要包括以下幾個方面：
01.安裝條件：在安裝光伏組件時，如果組件的朝向、傾斜角度不一致，或者存在建筑物、樹木等陰影遮擋，會使不同組件接收到的太陽輻射量不同，進而導(dǎo)致組件輸出功率出現(xiàn)差異，造成組件失配。
02.運行環(huán)境：光伏組件在長期運行過程中，會受到不同的環(huán)境影響。例如部分組件可能因灰塵積累較多、鳥類糞便遮擋、雨水沖刷不均等原因，導(dǎo)致其接收的光照強度下降，從而引發(fā)失配。
03.組件老化：在電站運行過程中，不同組件可能因生產(chǎn)制造工藝導(dǎo)致的性能參數(shù)差異以及復(fù)雜使用環(huán)境等因素，其老化速度可能不一致，導(dǎo)致其發(fā)電性能與其他組件的差異增大，產(chǎn)生失配。
三、組件失配的影響
光伏系統(tǒng)中，組件失配的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
01.降低系統(tǒng)發(fā)電效率：這是組件失配最直接的影響，尤其是在傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)中，由于組件串聯(lián)，當一串電路中的部分組件因性能衰減、陰影遮擋等因素而發(fā)電效率降低，會影響其他正常組件無法充分發(fā)揮發(fā)電能力，進而造成整體功率損失。
02.增加設(shè)備故障概率：組件失配會使部分組件長期處于非最佳工作狀態(tài)，容易承受過高的電壓或電流應(yīng)力，加速老化和損壞，甚至產(chǎn)生熱斑效應(yīng)，導(dǎo)致組件局部溫度升高，增加電站設(shè)備故障的概率和系統(tǒng)運維成本。
03.影響系統(tǒng)穩(wěn)定性：組件失配可能導(dǎo)致光伏系統(tǒng)的輸出電壓和電流出現(xiàn)波動，這種波動會對逆變器等設(shè)備的正常運行產(chǎn)生不利影響，甚至可能引發(fā)系統(tǒng)故障，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
四、如何選擇合適的逆變器，減少失配影響？
光伏逆變器在整個光伏系統(tǒng)中處于“能量中樞”的關(guān)鍵地位，其拓撲結(jié)構(gòu)、MPPT技術(shù)以及電路設(shè)計，直接決定了對失配損失的抑制能力。通過選擇適配的逆變器，能夠?qū)⑹鋼p失大大降低。而在選擇逆變器設(shè)備的過程中，則需要考慮以下因素：
01.MPPT路數(shù)與獨立控制能力：多MPPT路數(shù)且支持獨立控制的逆變器，能將局部組件的失配問題限定在對應(yīng)回路內(nèi)，而不會牽連其他MPPT回路，從而減少整體發(fā)電量的損失。微型逆變器通常具有多路MPPT，并且采用組件級輸入設(shè)計，可實現(xiàn)對組件更加精準的MPPT控制，確保組件實現(xiàn)更大功率輸出。
02.MPPT跟蹤效率：高精度、快速響應(yīng)的MPPT跟蹤能力，能夠及時跟蹤不同組件在不同環(huán)境條件下的最大功率點，減少因組件失配導(dǎo)致的功率損失。例如，當部分組件因遮擋等原因而輸出功率下降時，高效的MPPT算法能快速調(diào)整，使整個陣列盡可能工作在最佳狀態(tài)。昱能科技微型逆變器具備最大功率點追蹤（MPPT）功能，MPPT跟蹤效率高達99.9%。
03.通信與監(jiān)控能力功能：具備完善通信與監(jiān)控功能的逆變器，能夠?qū)崟r監(jiān)測光伏組件的輸出功率等運行狀態(tài)。一旦部分組件出現(xiàn)失配情況，便能精準定位組件位置，并采取相應(yīng)措施，挽回發(fā)電量損失。昱能科技微型逆變器搭載了EMA智能運維平臺，可以查看到每一塊組件的發(fā)電功率和對應(yīng)位置，幫助業(yè)主或運維人員及時了解電站情況。
通過以上案例應(yīng)用和知識科普，我們可以看到，微型逆變器不僅能夠解決組件“失配”痛點，減少發(fā)電量損失，而且還能打破由陰影遮擋、多朝向等帶來的安裝局限，讓更多屋頂披上光伏的外衣，是助力清潔能源走進千家萬戶的優(yōu)質(zhì)方案。（咸寧新聞網(wǎng)）
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