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從圖5中的各個(gè)照片，我們可以看到隨著距離的增加，陰影變得越來(lái)越淡。有的電線在地面上幾乎看不到陰影，只有穿PVC管的電線因PVC管徑約3－5㎝，可以非常明顯的看出灰暗的陰影帶。圖6為15米高的10kV架空線路投在地面上的陰影，每一根電纜的陰影均清晰可辨，但灰度較淺。

圖5圖6照片，均是在非常晴朗的天空下拍攝的。從上面實(shí)際陰影案例可以看出，盡管電纜距離地面的高度遠(yuǎn)大于108倍電纜直徑的距離，但地面上還會(huì)有明顯的陰影，這些陰影實(shí)際上是偽本影。陰影明暗的強(qiáng)烈程度，光照中散射輻射在水平面總輻射量中的多少有關(guān)。當(dāng)散射輻射量相對(duì)直射輻射量較大時(shí)，則陰影相對(duì)于未遮擋部分的明暗程度對(duì)比較小。如果天氣是陰天，散射輻射占水平面總輻射量中的全部，沒有直射輻射量，則不會(huì)形成陰影。因此，也可以說，陰影明暗的強(qiáng)烈程度，還與晴空指數(shù)有關(guān)，天空越晴朗，陰影越明顯。

4、PVsyst軟件模擬分析

通過PVsyst模擬，進(jìn)一步分析電線電纜等線性陰影對(duì)光伏組件的發(fā)電性能的影響。

本文選擇江蘇省南京市作為光伏項(xiàng)目的研究地點(diǎn)，在PVsyst里面建立一個(gè)50kW的光伏系統(tǒng)模型。建模如下，選用280Wp的單晶硅光伏組件，光伏組件以23°傾角豎向單排安裝，前后排陣列的中心間距經(jīng)計(jì)算設(shè)計(jì)為3000mm。每排光伏陣列安裝22塊組件，串聯(lián)為一個(gè)組串，8個(gè)組串并聯(lián)輸入50kW的光伏組串逆變器。

分三類進(jìn)行模擬：

建模過程中，Elementary shading object中選擇cable模型，添加5根電纜，電纜屬性定義為直徑0．05m，長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為100米，高度10米。陰影對(duì)光伏組件的發(fā)電影響的遮擋損失模擬，采用精確模擬模擬（Detailed，according to Module Layout），組串分組具體在Module Layout設(shè)置，但不能采用線性陰影模擬。圖8－1和圖8－2提供了某時(shí)間點(diǎn)，南北方向的架空電纜對(duì)光伏組串電氣性能的影響，MPPT1接入的兩個(gè)光伏組串S1和S2的Pmpp小，電氣損失為4．4％。經(jīng)過建模模擬，架空電纜對(duì)光伏組件的影響最終反映在陰影損失和發(fā)電量方面。

表1 不同場(chǎng)景模擬數(shù)據(jù)對(duì)比

說明：表中的輻射量為光伏組件表面接收到的有效輻射量（GlobEff），即無(wú)任何遮擋的組件表面接收到的最大輻射量（GlobInc）減去前后排陰影遮擋和其他遮擋損失后的輻射量。發(fā)電量為逆變前的直流側(cè)發(fā)電量（EArray），避免對(duì)比數(shù)據(jù)中包含了逆變器效率等其他影響因素。

對(duì)表1數(shù)據(jù)分析，相對(duì)于無(wú)遮擋的光伏電站，在不同電纜方向上的陰影，對(duì)光伏陣列的接收到的輻射量和發(fā)電量輸出損失如下：

表2 不同場(chǎng)景的相對(duì)損失率

南北方向的電纜對(duì)光伏陣列的影響比東西方向的電纜影響大1．64％，這是因?yàn)樵谕�一時(shí)間，南北方向的電纜同時(shí)遮擋很多組串，而東西方向的電纜遮擋的組串相對(duì)較少，且小部分時(shí)間陰影落在前后陣列中間的空地上；還有部分原因是，當(dāng)光伏組件不是處于架空電纜的正下方時(shí)（一般也不會(huì)將光伏組件設(shè)計(jì)在架空線路的正下方），夏季中因太陽(yáng)軌跡原因（白天大部分時(shí)間太陽(yáng)的高度角都很高），架空電纜的陰影幾乎是落在正下方，而不會(huì)對(duì)位置偏北的光伏組件形成遮擋，因此夏季時(shí)光伏系統(tǒng)可能基本上沒有架空線路的陰影損失。

5、總結(jié)

通過以上分析，雖然架空線路距離光伏組件較遠(yuǎn)，遠(yuǎn)大于108倍的電纜直徑，組件表面沒有本影，但半影和偽本影仍然會(huì)影響光伏電站的發(fā)電性能。進(jìn)一步采用PVsyst對(duì)一個(gè)50kW的光伏系統(tǒng)進(jìn)行模擬，陰影的影響造成光伏電站約4－5％的損失（由于本文中電纜線徑設(shè)計(jì)較粗、距離較近，結(jié)論僅供參考）。相對(duì)于東西方向的架空線路，南北方向的架空線路對(duì)光伏電站的影響更大。因此，不能簡(jiǎn)單的忽略架空線路對(duì)光伏電站的陰影遮擋。

作者：周長(zhǎng)友