分布式最大功率點(diǎn)跟蹤系統可提高光伏系統效率

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

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

　　部分陰影遮蔽對太陽(yáng)能光伏系統的影響：

　　當樹(shù)木、煙囪或其他物體投射的陰影遮擋住光伏系統時(shí)，就會(huì )導致系統造成“失配”問(wèn)題。即使光伏系統只受到一點(diǎn)點(diǎn)陰影的遮擋都會(huì )導致發(fā)電量的大幅下跌。部分遮蔽導致的系統失配對發(fā)電量的實(shí)際影響很難通過(guò)簡(jiǎn)單的計算公式獲得。因為影響系統發(fā)電量的因素很多，包括內部電池模塊間互連、模塊定向、光伏電池組間的串并聯(lián)問(wèn)題以及逆變器的配置等。光伏模塊通過(guò)多個(gè)電池串相互連接而成，每個(gè)電池串被稱(chēng)為一個(gè)“組列”。每個(gè)組列由一個(gè)旁路二極管來(lái)保護，以免一個(gè)或多個(gè)電池被遮蔽或損壞時(shí)導致整個(gè)電池串因為過(guò)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(guò)并聯(lián)構成。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。

　　當光伏系統部分被遮蔽時(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。

　　當光伏陣列受到遮蔽而出現上述情況時(shí)，會(huì )產(chǎn)生一條具有多個(gè)峰值的 V-P 電氣曲線(xiàn)。圖 1 顯示了具有集中式最大功率點(diǎn)跟蹤系統( MPPT) 功能的標準并網(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(wú)法設置直流電壓，因此無(wú)法令兩個(gè)組列的輸出功率都達到最大。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到最大：旁路二極管繞過(guò)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 可能導致集中最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）配置的額外損失，因為最大功率點(diǎn)跟蹤器可能得到錯誤信息停止在局部最大點(diǎn)處，并穩定在具有V-P特征的次優(yōu)點(diǎn)。

　　圖 1：具有集中 MPPT 功能的標準并網(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場(chǎng)測試證明，部分遮蔽對光伏系統的發(fā)電量具有嚴重的影響。通過(guò)使用分布式 MPPT 控制可以減輕遮蔽對系統的不利影響。

　　利用分布式 MPPT 最大限度降低系統失配問(wèn)題：

　　為了使陣列中每一個(gè)太陽(yáng)能光伏電池板的電力輸出都達到最大值，美國國家半導體開(kāi)發(fā)了 SolarMagic技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)，即使陣列中其他電池板出現失配問(wèn)題時(shí)，每塊電池板仍然能輸出最大的電力。SolarMagic 技術(shù)運用高級算法和先進(jìn)的混合信號技術(shù)能夠監控并優(yōu)化每塊太陽(yáng)能光伏電池板的產(chǎn)能，因而能夠補償高達50%的因失配問(wèn)題而產(chǎn)生的發(fā)電量損失。SolarMagic 電源優(yōu)化器可快速、輕松地安裝在傳統太陽(yáng)能光伏系統中。