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近期,多地进入雨季,关于光伏系统在缺乏阳光时的表现引发不少讨论。为了回应客户的疑问,本厂技术中心在过去三个月展开了多轮户外性能测试,覆盖持续阴天、阵雨天气、暴雨天气以及多云间歇日照等典型场景。测试地点位于本厂光伏实验基地,配备多组不同型号的组件与逆变系统。本文将实测结果与相关原理整理成新闻报道,呈现太阳能板在弱光条件下的实际表现。
弱光环境下的发电原理
光伏组件依靠光子激发电荷来产生电流,与严格意义上的“强光才发电”并不相同。雨天、阴天虽然阳光被云层大幅削弱,但依然存在一定量可利用的散射光,这些光子仍能被太阳能电池吸收,从而产生电流。光照强度下降会带来输出功率的降低,但不会出现“零发电”的情况。
组件外层玻璃的透光率、背板结构、表面亲水性设计等也会影响弱光表现。例如,本厂近年来推出的抗反射膜技术可在散射光条件下提升约5%—8%的入光效率,使组件在阴雨天气的发电更加稳定。
雨天与阴天的实测数据摘要
测试期间共记录了超过600小时的数据,通过比对光照强度、组件温度、逆变器效率和实际输出功率,得到以下综合表现:
连续阴天(光照强度150–300W/m²)
多组组件的输出功率稳定在额定功率的8%—18%。散射光较稳定,功率曲线平滑。
小雨天气(光照强度100–200W/m²)
实测功率约为额定功率的5%—12%。雨水在玻璃表面形成的薄膜有时会提升透光性,使输出略高于预期。
暴雨天气(光照强度低于80W/m²)
输出功率处于2%—6%的低区间,仍保持持续输出。部分瞬间出现短暂波动,但逆变器运行稳定。
多云间歇日照(光照强度在100—700W/m²波动)
整体效率与晴天相比下降,但某些短时段因云边效应出现瞬间高于晴天平均功率的情况。
此次测试涵盖了不同类型的组件,包括单晶PERC、TOPCon以及本厂新一代高效叠瓦组件。TOPCon与叠瓦组件在弱光表现上更为出色,平均较传统组件高出约6%—10%。
云层与太阳角度对功率的影响
弱光条件的背后并非单纯由天气决定。云层厚度、云层内部水汽含量、太阳位置等因素共同影响组件接收到的光。
浓密云层会吸收大量光子,使直射光几乎消失,只剩少量散射光;
较薄的云层有时会反射部分光线,使散射光强度增加;
阴雨天气温度较低,组件温度保持在适宜区间,电压输出更稳定;
云边效应会在云层边缘反射强化阳光,带来短暂的高光照。
这些现象导致弱光天气下的发电量并非简单“同向下降”,而呈现一定的波动性。通过优化组件工艺和逆变器追踪算法,可以最大化利用这部分光能。
雨水对组件表面的积极作用
雨水除了降低光照,还为组件带来另一项积极影响——清洁。雨滴对玻璃表面的冲刷可减少积尘,使后续晴天的发电效率得到改善。尤其在干燥地区,雨后组件的洁净度往往比人工清洁更高。
本厂新款组件采用疏水镀膜技术,雨水落在表面会迅速滑落,不易形成滞留物,能进一步提升弱光发电时的入光效果,并减少水痕干扰。
逆变器在弱光下的工作表现
逆变器是弱光条件下保证系统稳定运行的关键。测试期间使用了本厂与合作企业联合开发的多款逆变器,通过MPPT算法对低功率输入进行持续跟踪。
在阴雨天气下,输入功率波动频繁,但逆变器整体表现平稳,无明显跳脱情况。实测数据显示,当输入电压下降到接近启动电压阈值时,新版逆变器仍能维持转换效率在95%以上,确保有限的光能尽可能转化为可用电力。
用户最关心的发电量变化幅度
结合多个实际装机项目的数据,本厂统计了不同季节的弱光影响幅度:
雨季期间每日发电量通常比晴好天气下降40%—80%
阴天比连续暴雨下降幅度小,一般在30%—60%区间
安装角度舒适、无遮挡的系统下降幅度更小
高效率组件与适配逆变器可减缓弱光损耗
这些下降幅度属于正常范围,也是光伏行业普遍现象。但由于阴雨多伴随低温,部分地区全年基础发电量依旧稳定。例如南方用户在雨季后的晴天补偿较快,而北方用户冬季弱光更明显但温差有利于提升电压输出,两者会在全年数据中形成自然平衡。
典型场景中的实际案例
为让用户更直观地理解弱光表现,下列为本厂客户装机项目的部分记录:
华东地区某工业园区
雨季连续七天,单日发电量最低约为晴天的14%,逆变器整体保持正常运行,雨停后发电量快速恢复。
西南山区分布式项目
常年云雾较多,弱光条件明显。采用本厂高效叠瓦组件后,全年总发电量较更换前提升约9%,弱光时段表现改善显著。
南方居民屋顶项目
阵雨天气中多次出现云边效应,数小时内的瞬时峰值高于附近晴天日的平均输出,用户此前对此情况并不了解,认为“雨天也可能出现亮眼数据”颇具意外性。
这些案例说明弱光环境虽然会降低总体输出,但并不会影响系统的连续发电能力,也不会对整体设备造成不利影响。
如何让弱光发电效果更理想
结合多年项目经验,本厂建议从以下几点优化系统表现:
选择弱光响应性能突出的组件
包括高效率电池结构、抗反射镀膜、叠瓦设计等。
保持安装角度合理
落雨后的自动清洁效果会更佳,同时散射光利用率更高。
防止遮挡
弱光条件下,部分遮挡对功率的影响放大,保持无遮挡能显著改善表现。
使用性能稳定的逆变器
尤其是低启动电压与高效率MPPT功能,在阴雨天气表现更为明显。
通过这些措施,即使遇到持续阴雨,也能最大化利用有限光能,保持合理的发电量输出。
实测结论的现实意义
太阳能组件在阴天、雨天仍能持续发电,这是光伏系统长期可靠运行的重要基础。从本厂的测试结果来看,弱光条件下虽然功率降低明显,但整体性能稳定,符合行业规律。弱光下的持续发电意味着系统全年发电曲线更加平滑,有助于提高整体电站的利用价值。
对于用户来说,了解弱光表现能更准确地预期季节性变化,也能在规划安装时作出更明智的技术选择。本厂将持续扩大弱光测试范围,并在年度产品迭代中继续强化组件与逆变器的弱光响应能力,为各类应用场景提供更稳定的解决方案。
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