电气失配的来源

电气失配描述了当电池、组件或串在不平等的电气或光学条件下运行时发生的DC功率损失。它在三个层次结构级别表现:

• 电池间失配 — 组件中各个电池之间
• 组件间失配 — 在串内串联连接的组件之间
• 串间失配 — 在阵列内并联连接的串之间

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SunSolve Yield中如何计算失配

SunSolve使用组合的光线追踪和基于SPICE的电气求解从第一原理计算失配损失。

1. 确定所有组件的电池间失配。损失等于以下之间的差异:
   • 每个电池的最大独立功率的总和,以及
   • 当电池电连接时组件的实际最大功率。
2. 启用串求解时包括组件间失配。损失等于以下之间的差异:
   • 每个组件的独立最大功率的总和,以及
   • 组合串的最大功率。
3. 当多个串并联连接到逆变器时包括串间失配。损失等于以下之间的差异:
   • 每个串的独立最大功率的总和,以及
   • 传送到逆变器的最大阵列功率。 这种层次求解方法使SunSolve能够在任何规模——从单个电池到整个光伏阵列——量化失配。

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电气失配的实际来源

失配可能由导致连接元件之间电流、电压或电阻差异的广泛物理和运行效应引起。

1. 照明差异

• 直射或散射阳光的阴影(行间、近场物体或地形)
• 边缘效应,外部组件接收更多天空和地面视图
• 产生短期非均匀辐照度的云瞬变
• 非均匀污染(灰尘、鸟粪、水渍)
• 由以下原因引起的背面非均匀性:
  • 不均匀的地面反射率或反照率
  • 结构阴影(立柱、扭矩管、导轨、框架)
  • 不同的行间距或地面条件

2. 温度差异

温度非均匀性导致电流和电压的局部变化。它可能由以下原因引起:

• 不均匀的辐照度(如上所述)
• 阵列上的可变风暴露
• 与天空和地面的不平等辐射耦合
• 框架、支撑或机架附近的热传导差异

3. 制造和老化变化

• 电池或组件特性的自然变异
• 在同一串中混合组件类型或功率等级
• 不均匀的退化、电势诱导退化(PID)或热点效应

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SunSolve中的模拟级行为

SunSolve通过组合光学和电气求解器显式建模照明驱动的失配(第1节):

1. 光线追踪 — 确定正面和背面表面的每电池辐照度。
2. 电路求解 — 使用基于SPICE的模型计算每个电池、组件和串的IV特性。
3. 聚合 — 计算组件、串和阵列级别的总DC功率,自动隔离失配损失。 这种方法确保光学阴影、反照率变化和结构效应准确地转换为电气失配结果。

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数值求解中的随机变化

对表观失配的次要贡献是光线追踪过程本身的随机误差。当相对于电池数量追踪的光线太少时,随机采样可能产生人为的辐照度变化,表现为失配。

这不是物理效应,而是数值伪影。增加光线计数可减少这些误差。

有关更多信息,请参阅随机误差页面。

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当前未建模的效应

SunSolve假设所有电池和组件的电气特性相同。因此,不明确包括以下内容:

• Rs、Rsh或J₀的固有变化
• 非均匀的电池或组件温度
• 随时间空间变化的退化或污染
• 由于混合组件技术或分级类别引起的电气不平衡

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