在光伏電站中，尤其是山地光伏電站中，常會(huì)出現(xiàn)因地形等原因個(gè)別組串出現(xiàn)嚴(yán)重遮擋的情況。如下圖中所示，位于同一行的組串，右側(cè)的組串已經(jīng)嚴(yán)重遮擋，左側(cè)的組串情況稍好，從圖中可以推測(cè)再往左邊的組串應(yīng)該是基本沒(méi)有遮擋。

這種情況下，組件豎向兩行布置，上下同串，下面一行組件被嚴(yán)重遮擋，整個(gè)組串（下文中稱之為組串X）會(huì)處于什么狀態(tài)？為什么？

A: 下面11塊組件旁路二極管導(dǎo)通，被旁路掉，上面11塊組件仍然正常工作；

B: 整個(gè)組串均無(wú)功率輸出。

這是一位現(xiàn)場(chǎng)人員實(shí)際遇到的問(wèn)題，按照其自己的理解，此時(shí)應(yīng)該是情況A。理由如下：

常規(guī)組件中串聯(lián)了60片光伏電池片，同時(shí)設(shè)有三個(gè)旁路二級(jí)管，每20個(gè)電池片與一個(gè)旁路二極管并聯(lián)。

當(dāng)組件中的部分電池片被遮擋時(shí)，該部分電池片由于光生電流減小而成為了串聯(lián)回路中的負(fù)載，降低了整個(gè)組件的輸出功率。當(dāng)該負(fù)載達(dá)到一定程度，使得并聯(lián)的旁路二極管兩端的電壓差大于旁路二極管的導(dǎo)通電壓時(shí)，旁路二極管正向?qū)?，回路中的電流將直接通過(guò)該旁路二極管而不會(huì)通過(guò)與其并聯(lián)的20片光伏電池片，這20片光伏電池片被旁路掉，在回路中不產(chǎn)生任何作用。

對(duì)于豎向布置的組件，當(dāng)前排對(duì)后排產(chǎn)生陰影遮擋時(shí)，三個(gè)旁路二極管所并聯(lián)的電池片中都有部分電池片被遮擋，因此三個(gè)旁路二極管均會(huì)導(dǎo)通。

再?gòu)慕M串來(lái)看，一個(gè)組串中22塊組件為串聯(lián)，其中11塊旁路掉后，另11塊似乎并不受影響，只不過(guò)組串的整體輸出功率低了，所以A應(yīng)該比較正確。

帶著這個(gè)想法，現(xiàn)場(chǎng)人員實(shí)際測(cè)了一下組串X的電流，測(cè)量結(jié)果是：

0.7A！！幾乎是沒(méi)有電流，這大大在他預(yù)料之外。

這是為什么？有沒(méi)有可能是組件質(zhì)量問(wèn)題？ 旁路二極管應(yīng)該導(dǎo)通卻沒(méi)有導(dǎo)通？

帶著這個(gè)疑問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)又進(jìn)行了測(cè)試，嘗試篩選出損壞的組件：

將組串X從光伏系統(tǒng)中斷開(kāi)，然后將組串X中的中組件每4塊進(jìn)行串聯(lián)（上面無(wú)遮擋兩塊，下面有遮擋兩塊），從左到右依次用儀器測(cè)量其輸出，如果是因?yàn)槟硥K組件損壞導(dǎo)致的該問(wèn)題，則與其一組的4塊串聯(lián)組件將沒(méi)有輸出。

然而結(jié)果卻是全部都有電流輸出，沒(méi)有任何一組測(cè)試因?yàn)橄旅娼M件遮擋而電流降低到幾乎為零，這也就說(shuō)明組串X中的組件全部都能正常工作，沒(méi)有損壞的情況。

然而將組串X重新串聯(lián)好接入光伏系統(tǒng)，測(cè)量其輸出電流又成為了0.7A。

如此看來(lái)問(wèn)題應(yīng)該出現(xiàn)在組串X接入或不接入光伏系統(tǒng)這一點(diǎn)上。對(duì)比組串接入光伏系統(tǒng)與不接入光伏系統(tǒng)，兩者區(qū)別在于當(dāng)將組串接入光伏系統(tǒng)后，系統(tǒng)中存在與該組串并聯(lián)的其他組串（正常工作無(wú)遮擋）以及存在逆變器的MPPT調(diào)節(jié)，讓我們看看加入這兩個(gè)因素是否能推論出組串X輸出電流幾乎為零這一結(jié)果。

我們一步步來(lái)看整個(gè)遮擋的過(guò)程：

1. 在遮擋發(fā)生的初期，組件最下面一行電池片少量被遮擋，其輸出電流有所下降，但并不會(huì)下降到非常低；

2. 當(dāng)遮擋嚴(yán)重到一定程度，下面一排11塊組件的所有旁路二極管導(dǎo)通，只剩下上面11塊組件工作，此時(shí)若只看該組串而不看光伏系統(tǒng)，那么得到的結(jié)果是該組串電壓降低到原來(lái)的一半左右，仍然可以正常工作輸出電流；

3. 然后將光伏系統(tǒng)納入到考慮范圍中后，由于與組串X并聯(lián)的其他組串仍正常工作，因此其他組串的電壓將是組串X的兩倍左右。逆變器的MPPT跟蹤的是最大功率，正常工作的組串都是22塊組件在工作，而組串X只有11塊組件，因此為了維持該MPPT下的光伏系統(tǒng)輸出功率最大，系統(tǒng)的電壓將維持正常工作組串的電壓水平附近，不會(huì)有較大下降，以避免其他組串輸出功率下降，所以組串X的電壓將被抬升，從IV曲線可以看出，隨著組件電壓升高，電流的下降速率是逐漸加大的，越接近于開(kāi)路電壓，電流下降速度越快。因此組串X的電纜隨著電壓的升高迅速下降，從IV曲線看的話，一直可以下降到0；

然而現(xiàn)在組串X中能夠提供電壓的只有11塊組件，其產(chǎn)生的電壓始終無(wú)法與22塊組件相當(dāng)。當(dāng)組串X中組件電壓均達(dá)到開(kāi)路電壓后，組串X的電壓達(dá)到最大值，無(wú)法繼續(xù)升高。此時(shí)光伏系統(tǒng)中的電壓仍高于組串X的電壓，那么該組串中電流方向理論上應(yīng)該逆轉(zhuǎn)，然而PN結(jié)具有單向?qū)ㄐ裕ò姵仄团月范O管），對(duì)于反向的電流，PN結(jié)均處于反向截止?fàn)顟B(tài)，只有非常低的反向飽和電流可以通過(guò)。

因此出現(xiàn)了照片的0.7A的結(jié)果。

當(dāng)然，這是小編根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提供的情況結(jié)合自己所知所作出的理解和推論，實(shí)際情況是否如此還需現(xiàn)場(chǎng)人員實(shí)際進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)量以驗(yàn)證。如果讀者中有其他的理解及想法，也歡迎大家在留言中說(shuō)出，一起討論，共同進(jìn)步。

原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（坎德拉學(xué)院）：組串遮擋，不像你想的那么簡(jiǎn)單！