? ? ? ?半片技術(shù)是降低組件封裝損失，提高組件功率的有效途徑。本文從半片電池組件的陰影遮擋進(jìn)行研究，通過(guò)PVsyst7.0最新版仿真，對(duì)比了144片半片組件與72片全片電池組件系統(tǒng)的發(fā)電性能。
? ? ? ?PVsyst7.0是2020年5月25日發(fā)布，支持64位操作系統(tǒng)，大部分界面都已經(jīng)更新。相比老版本，在組串電性能仿真方面，結(jié)合升級(jí)后的Layout布置和陰影算法，發(fā)電量仿真更為準(zhǔn)確。
從7.0版本開(kāi)始，從技術(shù)層面來(lái)看，軟件已經(jīng)支持半片電池組件的電性能仿真，包括雙面半片組件，特別是陰影遮擋的影響，比之前的版本要更加準(zhǔn)確些。
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? ? ? ?本案例主要嘗試對(duì)單面發(fā)電的全片和半片電池組件進(jìn)行發(fā)電量比較，雙面半片的對(duì)比，后續(xù)若有機(jī)會(huì)坎德拉學(xué)院再發(fā)布。
? ? ? ?案例選用北京MN7.3氣象數(shù)據(jù)，組件選用隆基單晶380W，組件數(shù)量160塊，20塊為一串，共8串，分4個(gè)MPPT接入華為組串式逆變器，系統(tǒng)仿真容量為60.8kW，方陣東南方向有樹(shù)木遮擋。
? ? ? ?仿真按全片380W和半片380W進(jìn)行模擬，為了保證對(duì)比效果，僅單片電池片尺寸、數(shù)量不同，其他電性能均完全一致。
? ? ? ?半片380W組件由144片電池組成，72片電池串聯(lián)成一組，兩組最后并聯(lián)輸出，全片380W由72片電池串聯(lián)。
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? ? ? ?從圖3可知，單面全片組件系統(tǒng)年陰影遮擋損失電量為5459kWh，半片組件系統(tǒng)年陰影遮擋損失為3225kWh。由此可見(jiàn)，對(duì)于該案例場(chǎng)景，使用半片組件以后，陰影遮擋損失降幅達(dá)41%，特別是在冬季和春季，11月、12月、1月和2月，由于太陽(yáng)高度角比較低，組件前后的陰影遮擋嚴(yán)重，半片組件的優(yōu)勢(shì)得以體現(xiàn)。例如一月份，全片組件的系統(tǒng)陰影遮擋損失為1523kWh，使用半片組件以后為764.5kWh。
圖3 陰影遮擋損失電量對(duì)比（單位kWh）
? ? ? ?由圖4可知，使用半片電池組件以后，遇到陰影遮擋時(shí)，由于特殊的電路結(jié)構(gòu)，即使遮擋了50%的電池串，剩下的上半部分電池串仍然有電流輸出，而全片組件由于遮擋嚴(yán)重，旁路二極管的導(dǎo)通，組件輸出電流很小。因此半片組件系統(tǒng)的輸出電流大部分都要高于全片組件。
圖4 電流差值（半片與全片差值散點(diǎn)圖）(A)
? ? ? ?由圖5可知，半片電池組件系統(tǒng)的出力整體要高于全片電池組件，特別是11月-次年2月時(shí)段，最大出力可相差8kW左右，半片組件系統(tǒng)與額定工況輸出相比，最大出力提升了13%以上。
圖5 實(shí)時(shí)出力差值（半片與全片差值散點(diǎn)圖）（單位kW）
圖6為逆變器輸入側(cè)直流電量對(duì)比，電量的主要差異表現(xiàn)在1月、11月、12月。
圖6 逆變器輸入側(cè)直流電量對(duì)比（單位kWh）
? ? ? ?圖7和圖8為全年的損耗圖（局部）對(duì)比，陰影遮擋帶來(lái)的電性能損失比例均不相同，半片組件系統(tǒng)僅3.85%，而全片組件系統(tǒng)達(dá)到了6.53%，兩者相差2.68%，陰影遮擋電性能損失降幅達(dá)41%。
圖7半片組件系統(tǒng)損耗圖（其中陰影遮擋電性能損失3.85%）
圖8全片組件系統(tǒng)損耗圖（其中陰影遮擋電性能損失6.53%）
? ? ? ?本文從遮擋場(chǎng)景分析了半片組件和全片組件在陰影遮擋損失上的不同、電流和系統(tǒng)出力的差異。
? ? ? ?從結(jié)果可知，對(duì)于山地電站，樹(shù)木、草木的遮擋較多，如果使用半片組件，則可從一定程度上降低陰影遮擋損失，提升系統(tǒng)的發(fā)電量。
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- 半片組件如何做到降本增效（上）
- 半片組件如何做到降本增效（下）
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（坎德拉學(xué)院）：基于PVsyst7.0新版的半片組件發(fā)電系統(tǒng)的陰影仿真和性能研究
