阴影发电优化：有效抵御因遮挡而导致的组件功率损失
2024年11月06日
光伏组件（半片）的内部电路排列用简单的话来讲，其实就是两个电池串的并联。在以前还是以整片电池为主的时代，主流的组件内部其实就一个电池串，所有电池通过正负极串联进行功率输出。直到后面半片技术的出现带来了更低的电流传输损失、更低的组件热斑温度以及更少的电流失配损失等优势，上下两串电池并联的电路形态逐步成为了主流。而今天，我们就来简单讲一下，光伏组件的热斑效应。
什么是热斑效应？
“在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳能电池，将被当作负载消耗其他有光照的太阳能电池所产生的能量。被遮蔽的太阳能电池此时会发热，这就是热斑效应。”这是对于热斑效应的笼统解释，如果单从其现象上来描述其实非常简单，就是组件上的某个有效发电部分受到遮挡时，被遮挡的这部分就会被当作负载发热。发热的程度自然与被遮挡部分两端的电压、电流以及环境条件相关，而持续的发热则极易给光伏电池以及光伏组件带来严重危害，甚至会引起电站火灾。
也正是因此，组件内部通常都集成了3个二极管，其作用就是在组件发生热斑效应的时候将被遮挡部分对应的电池串从电路中旁路出去，从而减轻热斑效应带来的危害。但这种技术方案同时也带来了另一个问题：每当有二极管启动，组件的功率损失是以电池串为单位的。也就意味着只要有一片电池被遮挡（遮挡到二极管启动的情况），就会有一串电池无法进入组件的工作电路。解决这个问题，我们可以增加二极管的数量，最理想化的就是每一片电池都并联一个二极管。这样的话不论是哪一片电池被遮挡，二极管都只会旁路被遮挡的电池，从而最大限度地降低因热斑而带来的功率损失。这种方法当然是不现实的，我们不可能为了一个有概率发生的热斑现象而如此不顾成本地为组件装上几十个二极管。所以在传统组件中，装在接线盒里的3个二极管就成了守护光伏组件热斑安全的底线。
这一窘迫的情境在爱旭2023年底发布的二代ABC产品中迎刃而解。爱旭二代以后的ABC组件全系均标配了“阴影发电优化功能”，从字面上来看这个功能就是为了解决组件因阴影遮挡而造成的大量功率损失的问题。根据权威第三方机构TÜV北德的测试结果，在单片电池被完全遮挡的情况下，ABC组件的功率损失比传统的TOPCon组件低30%左右。这也就意味着同样的测试条件和遮挡条件下，TOPCon组件因为二极管的启动导致了对应整串电池的旁路，从而使功率衰减了约1/3。而ABC组件只是旁路了被遮挡的那一片电池，电池串上的其他电池仍能够正常在电路中工作进行发电，所以单片的电池遮挡对ABC组件的功率输出影响极小。爱旭ABC组件的这一功能同样也获得了权威第三方机构TÜV 莱茵的认可，并受取了TÜV莱茵颁发的全球第一张抗阴影遮挡A级证书。
相对于实验室，爱旭ABC组件的阴影发电优化功能具备更实际的应用意义。组件在户外条件下的阴影遮挡现象十分常见，例如鸟粪、树荫、烟囱、建筑物、灌木丛、电线杆、落叶等等，均会造成不同程度的组件阴影遮挡，进而严重影响到组件的正常运行。尤其是在分布式场景当中，屋顶的建筑分布常常错综复杂，很难是完全理想的无遮挡环境。爱旭ABC组件无惧遮挡的阴影发电优化功能，能够最大化利用本就见肘的屋顶面积，同时有效提升电站的实际发电量。相较于传统TOPCon的二极管启动方式，爱旭ABC组件的阴影发电功能在不同程度上带来了显著的发电量增益和经济收益。
同样的，根据TÜV北德测试，爱旭ABC组件在单片最坏遮挡1h的热斑测试后的组件最高温度比TOPCon组件低约30℃。这就使得ABC组件在户外阴影遮挡发生的情况下，不仅具备更高的发电能力，同时具备更优的温度抑制功能，避免发生组件因持续高温而造成的严重事故。
更高发电，更高安全，这是爱旭ABC组件针对场景使用痛点而设计的的阴影发电优化功能所带来的实际客户收益。爱旭将充分发挥自身研发制造优势，继续深耕客户需求，为客户、为场景持续推出更高实用价值的产品和功能。