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光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計(jì)算方法和差異分析

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? ? ? 上一篇《輻照儀不準(zhǔn)，電站運(yùn)維對(duì)標(biāo)有困難，囧么辦？》講到了標(biāo)準(zhǔn)組件，今天繼續(xù)來(lái)和大家說(shuō)說(shuō)灰塵遮蔽率的兩種計(jì)算方法，這里說(shuō)的遮蔽率不是上一篇說(shuō)的灰塵遮蔽損失率，計(jì)算方法不同。
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? ? ?根據(jù)對(duì)IEC規(guī)范IEC61724-1光伏系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)7.3.4條款的解讀，光伏組件因表面積灰引起的瞬時(shí)灰塵遮蔽率可以用實(shí)測(cè)短路電流或最大功率來(lái)計(jì)算。
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? ? ?在測(cè)試需要準(zhǔn)備兩塊條件一致的標(biāo)準(zhǔn)組件或標(biāo)準(zhǔn)電池，所謂條件一致是指組件或電池單元的安裝傾角、朝向、安裝高度、組件類(lèi)型一致，并保證相同的角度損失（IAM損失）、光譜失配損失。
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? ? ?在其中一塊組件保持自然積灰，另一塊組件保持潔凈，可通過(guò)人工清洗或自動(dòng)清洗方法達(dá)到要求。兩塊組件的位置盡量緊挨，減少其他因素的干擾。
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光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計(jì)算方法和差異分析

圖1 標(biāo)準(zhǔn)電池或標(biāo)準(zhǔn)組件現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景圖
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? ? ?當(dāng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)組件搭建以后，主要測(cè)試的項(xiàng)目為兩塊標(biāo)準(zhǔn)組件背面溫度、組件的短路電流或最大功率。
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一、瞬時(shí)遮蔽率的計(jì)算
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①??? 有效輻照度的計(jì)算：
? ? ?當(dāng)光伏場(chǎng)區(qū)無(wú)輻照儀器或數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。在某輻照度下，使用潔凈標(biāo)準(zhǔn)組件的實(shí)測(cè)短路電流值、STC短路電流值、背板溫度可以計(jì)算得到有效的輻照度G：

光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計(jì)算方法和差異分析

? ? ?公式中分子為實(shí)測(cè)短路電流值通過(guò)組件的短路電流溫度系數(shù)、實(shí)測(cè)背面溫度進(jìn)行修正。分母為STC下的短路電流。G0為標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)1000W/m2，由此可知，光伏組件的短路電流被認(rèn)為是與輻照度的大小成線(xiàn)性關(guān)系。
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②??? ?積灰標(biāo)準(zhǔn)組件在無(wú)灰塵遮蔽的情況下的理論短路電流：
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? ? ?積灰組件的STC短路電流根據(jù)計(jì)算的輻照度G和實(shí)測(cè)背板溫度Tsoiled進(jìn)行修正，可得到在實(shí)際工況下的理論短路電流，如公式中分母。分子是積灰組件的實(shí)測(cè)短路電流。

光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計(jì)算方法和差異分析

③??? 計(jì)算瞬時(shí)積灰遮蔽率：
? ? ?兩者的比值為瞬時(shí)遮蔽率（SR，SoilRate）。同理也可以用最大功率來(lái)計(jì)算。SRisc或SRpmax值越小，說(shuō)明積灰越嚴(yán)重。
SL表示瞬時(shí)積灰損失，SL=1 – SR
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二、遮蔽率的趨勢(shì)

光伏組件灰塵遮蔽率的兩種計(jì)算方法和差異分析

圖2 某光伏電站灰塵遮蔽趨勢(shì)
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? ? ?從2016年1月15日至2017年1月15日，SR呈現(xiàn)線(xiàn)性下降，平均每周的積灰率達(dá)到1%左右。隨后一場(chǎng)雨過(guò)后（降雨量約20mm），光伏組件表面恢復(fù)潔凈狀態(tài)，SR陡增至1。
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上述兩種計(jì)算公式的差異：
①????光伏組件表面灰塵積灰的程度一致：可使用電流或功率法。
②???光伏組件表面灰塵積灰的程度不同：使用電流法計(jì)算存在問(wèn)題。
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圖3 ?左：積灰程度一致（灰塵均勻分布）右：組件下邊緣比其他部分積灰嚴(yán)重
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? ? ?如下圖所示為組件的電壓與電流的曲線(xiàn)圖，左邊第一張圖表示積灰均勻的情形下，組件的I-V曲線(xiàn)形狀一致，特別是短路電流隨著輻照度的下降而下降。
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? ? ?而右邊這張圖表示積灰不均勻的情形下，組件表面電池片所接收的輻照度不一致，造成了馬鞍形曲線(xiàn)，形成了兩個(gè)最大功率點(diǎn)（全局，局部），而各馬鞍曲線(xiàn)的短路電流變化較小，最大功率點(diǎn)發(fā)生變化。因此，使用電流法，遮蔽率的計(jì)算可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，這種情況下只能使用功率法計(jì)算。
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圖4 積灰程度不同對(duì)I-V曲線(xiàn)的影響
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