某工業(yè)廠房屋頂建有分布式光伏電站，裝機容量約3.1MWp，光伏組件均順著屋面平鋪安裝，光伏方陣的最西側(cè)靠近女兒墻，且組件端點距離女兒墻不足1m，女兒墻和組件表面的高度差為3米左右。經(jīng)PVsyst模擬，冬至日上午9時至下午15時，西側(cè)女兒墻的4*5方陣組串將存在三列組件陰影遮擋，3*20方陣組串每串存在5塊組件陰影遮擋，參考圖1。經(jīng)現(xiàn)場量測和軟件模擬，受陰影遮擋組串共計11串，對應(yīng)裝機容量為55kWp,下文PVsyst軟件的仿真模擬均以該55kWp方陣作為建模對象,來計算陰影遮擋損失。

圖1 冬至日下午太陽時15點的陰影遮擋

通過PVsyst軟件對方陣進(jìn)行近場陰影建模，并使用“Module Layout”工具對方陣組件進(jìn)行電氣連接，根據(jù)發(fā)電量的精確計算模式，對該方陣全年陰影遮擋損失進(jìn)行精細(xì)化模擬，仿真結(jié)果顯示無陰影遮擋時理論全年發(fā)電量為56752kWh，有陰影遮擋時全年發(fā)電量為51497kWh，陰影遮擋損失總和為9.4%左右，損失發(fā)電量約5255 kWh。參考圖2。

圖2 PVsyst模擬后陰影遮擋損耗

將4*5方陣的全部組件和3*20方陣的最西側(cè)15塊全部搬移到北坡面，如圖3所示，經(jīng)過模擬計算，全年發(fā)電量為55921kWh，陰影遮擋發(fā)電量損失降低為1.8%，可比原方陣布置減少陰影遮擋損失4424kWh。

圖3 改造方案 （BySketchUp）

圖4改造方案二陰影遮擋損失

4.1?理論計算收益和回收期

整改使用的材料主要涉及到夾具、方形導(dǎo)軌、斜角導(dǎo)軌、中套、光伏電纜等，加上人工費等費用總計約9000元左右。經(jīng)過PVsyst理論模擬，原布置方案的日平均發(fā)電小時數(shù)為2.57h。

根據(jù)首年發(fā)電收益4424kWh以及次年光伏組件年衰減率0.7%，可計算得到理論回收期為兩年半左右，參考表3。若電站運行20年，總收益約66849元。

? ?分布式光伏電站由于屋面的復(fù)雜性，不可避免地會存在外部的陰影遮擋，因此對于設(shè)計方而言，需要實地考察并結(jié)合相關(guān)軟件如PVsyst進(jìn)行陰影建模，以便留出足夠的設(shè)計間距，一方面可以提升發(fā)電量，另一方面能有效避免陰影遮擋帶來的熱斑問題，從而延長了組件的使用壽命。

原文始發(fā)于微信公眾號（坎德拉學(xué)院）：PVsyst應(yīng)用案例：分布式電站陰影遮擋精細(xì)化模擬及組串改造收益分析