案例背景

某工业厂房屋顶建有分布式光伏电站，装机容量约3.1MWp，光伏组件均顺着屋面平铺安装，光伏方阵的最西侧靠近女儿墙，且组件端点距离女儿墙不足1m，女儿墙和组件表面的高度差为3米左右。经PVsyst模拟，冬至日上午9时至下午15时，西侧女儿墙的4*5方阵组串将存在三列组件阴影遮挡，3*20方阵组串每串存在5块组件阴影遮挡，参考图1。经现场量测和软件模拟，受阴影遮挡组串共计11串，对应装机容量为55kWp,下文PVsyst软件的仿真模拟均以该55kWp方阵作为建模对象,来计算阴影遮挡损失。

                                     图1 冬至日下午太阳时15点的阴影遮挡

阴影遮挡损失电量分析

通过PVsyst软件对方阵进行近场阴影建模，并使用“Module Layout”工具对方阵组件进行电气连接，根据发电量的精确计算模式，对该方阵全年阴影遮挡损失进行精细化模拟，仿真结果显示无阴影遮挡时理论全年发电量为56752kWh，有阴影遮挡时全年发电量为51497kWh，阴影遮挡损失总和为9.4%左右，损失发电量约5255 kWh。参考图2。

图2 PVsyst模拟后阴影遮挡损耗

整改方案

将4*5方阵的全部组件和3*20方阵的最西侧15块全部搬移到北坡面，如图3所示，经过模拟计算，全年发电量为55921kWh，阴影遮挡发电量损失降低为1.8%，可比原方阵布置减少阴影遮挡损失4424kWh。

图3 改造方案 （BySketchUp）

图4改造方案二阴影遮挡损失

改造费用和发电量收益

4.1 理论计算收益和回收期

整改使用的材料主要涉及到夹具、方形导轨、斜角导轨、中套、光伏电缆等，加上人工费等费用总计约9000元左右。经过PVsyst理论模拟，原布置方案的日平均发电小时数为2.57h。

根据首年发电收益4424kWh以及次年光伏组件年衰减率0.7%，可计算得到理论回收期为两年半左右，参考表3。若电站运行20年，总收益约66849元。

结束语

   分布式光伏电站由于屋面的复杂性，不可避免地会存在外部的阴影遮挡，因此对于设计方而言，需要实地考察并结合相关软件如PVsyst进行阴影建模，以便留出足够的设计间距，一方面可以提升发电量，另一方面能有效避免阴影遮挡带来的热斑问题，从而延长了组件的使用寿命。