分布式最大功率點(diǎn)跟蹤系統(tǒng)可提高光伏系統(tǒng)效率

按照目前的光伏系統(tǒng)價(jià)格計(jì)算，用戶通常在 7-8 年后才能獲得投資回報(bào)。政府激勵(lì)政策和光伏系統(tǒng)的使用壽命必須能持續(xù)20 年或更久。太陽能光伏系統(tǒng)的投資回報(bào)取決于該系統(tǒng)每年的發(fā)電量，因此用戶需要的光伏系統(tǒng)必須具備高效、可靠和易于維護(hù)等特性，從而可以獲得最大限度的發(fā)電量。

　　如今，很多安裝太陽能光伏系統(tǒng)的用戶已經(jīng)意識(shí)到部分或間歇性的遮蔽會(huì)影響到系統(tǒng)的發(fā)電量。

　　部分陰影遮蔽對(duì)太陽能光伏系統(tǒng)的影響：

　　當(dāng)樹木、煙囪或其他物體投射的陰影遮擋住光伏系統(tǒng)時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)造成“失配”問題。即使光伏系統(tǒng)只受到一點(diǎn)點(diǎn)陰影的遮擋都會(huì)導(dǎo)致發(fā)電量的大幅下跌。部分遮蔽導(dǎo)致的系統(tǒng)失配對(duì)發(fā)電量的實(shí)際影響很難通過簡(jiǎn)單的計(jì)算公式獲得。因?yàn)橛绊懴到y(tǒng)發(fā)電量的因素很多，包括內(nèi)部電池模塊間互連、模塊定向、光伏電池組間的串并聯(lián)問題以及逆變器的配置等。光伏模塊通過多個(gè)電池串相互連接而成，每個(gè)電池串被稱為一個(gè)“組列”。每個(gè)組列由一個(gè)旁路二極管來保護(hù)，以免一個(gè)或多個(gè)電池被遮蔽或損壞時(shí)導(dǎo)致整個(gè)電池串因?yàn)檫^熱而受到損壞。這些串聯(lián)或并聯(lián)的電池組列能夠使電池板產(chǎn)生相對(duì)較高的電壓或電流。

　　光伏陣列由串聯(lián)在一起的光伏模塊通過并聯(lián)構(gòu)成。每串光伏模塊的的最大電壓必須低于逆變器的最大輸入電壓額定值。

　　當(dāng)光伏系統(tǒng)部分被遮蔽時(shí)，未被遮蔽的電池中的電流流經(jīng)被遮蔽部分的旁路二極管。

　　當(dāng)光伏陣列受到遮蔽而出現(xiàn)上述情況時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一條具有多個(gè)峰值的 V-P 電氣曲線。圖 1 顯示了具有集中式最大功率點(diǎn)跟蹤系統(tǒng)( MPPT) 功能的標(biāo)準(zhǔn)并網(wǎng)配置，其中一個(gè)組列的兩個(gè)電池板被遮蔽。集中式 MPPT無法設(shè)置直流電壓，因此無法令兩個(gè)組列的輸出功率都達(dá)到最大。在高直流電壓點(diǎn) (M1)，MPPT 使未遮蔽組列的輸出功率達(dá)到最大。在低直流電壓點(diǎn) (M2)，MPPT 將使遮蔽組列的輸出功率達(dá)到最大：旁路二極管繞過遮蔽電池板，此組列的未遮蔽電池板將提供全量電流。陣列的多個(gè) MPP 可能導(dǎo)致集中最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）配置的額外損失，因?yàn)樽?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/大功">大功率點(diǎn)跟蹤器可能得到錯(cuò)誤信息停止在局部最大點(diǎn)處，并穩(wěn)定在具有V-P特征的次優(yōu)點(diǎn)。

　　圖 1：具有集中 MPPT 功能的標(biāo)準(zhǔn)并網(wǎng)配置，其中一個(gè)組列的兩個(gè)電池板被遮蔽。

　　不同的案例研究和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試證明，部分遮蔽對(duì)光伏系統(tǒng)的發(fā)電量具有嚴(yán)重的影響。通過使用分布式 MPPT 控制可以減輕遮蔽對(duì)系統(tǒng)的不利影響。

　　利用分布式 MPPT 最大限度降低系統(tǒng)失配問題：

　　為了使陣列中每一個(gè)太陽能光伏電池板的電力輸出都達(dá)到最大值，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體開發(fā)了 SolarMagic技術(shù)。通過該技術(shù)，即使陣列中其他電池板出現(xiàn)失配問題時(shí)，每塊電池板仍然能輸出最大的電力。SolarMagic 技術(shù)運(yùn)用高級(jí)算法和先進(jìn)的混合信號(hào)技術(shù)能夠監(jiān)控并優(yōu)化每塊太陽能光伏電池板的產(chǎn)能，因而能夠補(bǔ)償高達(dá)50%的因失配問題而產(chǎn)生的發(fā)電量損失。SolarMagic 電源優(yōu)化器可快速、輕松地安裝在傳統(tǒng)太陽能光伏系統(tǒng)中。