徐保友，黄挚雄，焦晓雷

（中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410075）

为了使光伏阵列输出尽可能多的能量，光伏阵列的设计和安装一般遵循以下原则：光伏阵列周围没有高层建筑、树木或山脉等阳光遮挡物，在冬至日早晨9:00至下午3:00没有前后排阴影遮挡。随着光伏建筑一体化的发展，城市高密度建筑群导致光伏阵列局部阴影问题难以避免。局部阴影对光伏阵列的影响有2个方面：一是导致光伏阵列输出功率降低，光伏阵列发热加剧，严重时甚至发生热斑效应，损坏光伏组件；二是局部峰值对MPPT控制的干扰，使常规的最大功率点算法失效，而陷入局部极大值点。因此在进行光伏系统设计时必须考虑局部阴影的影响，并对光伏阵列进行优化设计[1]。

本文从工程实际出发，建立了光伏阵列的工程数学模型，分析了局部阴影条件下光伏阵列的发电特性。采用光伏发电系统辅助设计软件PVSYST对单晶硅、多晶硅和薄膜电池等3种不同材料的光伏阵列在局部阴影条件下的发电效率进行分析和比较，为工程中光伏电池的选型提供了良好的指导作用。最后提出了几种提高光伏阵列抗局部阴影能力的措施。

1 光伏电池输出特性

1.1 光伏电池数学模型

在实际应用中，太阳电池板生产厂家通常仅为用户提供产品在标准测试条件下（AM1.5光谱，光照强度1 000 W/m2，光伏电池温度300 K）测出短路电流Isc、开路电压Voc、最大功率点电流Im和最大功率点电压Vm。本文采用光伏电池工程用数学模型[2]：