光伏电站组件阴影遮挡原因及改善措施指导
1引言：
山地光伏电站投运后阴影遮挡现象严重影响发电量和投资收益。本文分析了山地光伏电站组件遮挡产生的原因，通过计算山地坡度与遮挡间距的关系，提出光伏电站局部陡坡等复杂地形是山地光伏组件遮挡的主要原因，对设计和施工阶段的过程控制提出了建议，对施工和运营过程的阴影遮挡提出了改善措施。
本文分析了组件遮挡产生的原因及其对组件发电效率造成的影响，同时提出了改进措施，对于提高光伏电站的发电效率具有一定的现实意义。
2组件遮挡情况、产生原因及影响：
山地光伏电站在实际安装和运行过程中会碰到许多复杂的环境因素，造成对光伏组件的遮挡，通过对某山地光伏电站安装和运营情况的调查分析后发现，组件被遮挡的原因及其影响表现在以下几个方面:
电杆铁塔的遮挡。山地光伏区电力汇流设计常采用电缆直埋和桥架敷设相结合的方式，但有些山区存在铁塔电力线路、通信塔、通信线路等经过光伏区的情况，这些设计或施工管理的不到位往往易造成光伏组件遮挡，如图1所示。
配电装置的遮挡。逆变器室、变压器室、光伏区的围栏，如果位置排布不当，与光伏阵列之间距离过小，就有可能对光伏组件造成不同程度的遮挡。调查发现，造成光伏组件遮挡更多的原因是由于安装施工阶段处理不当造成的。
山地光伏一般情况下地形复杂、地势陡峭，设计多采用集中式逆变器变压器室安装在路边、高压电缆沿路敷设的思路。但往往由于项目前期现场勘查、调研工作不到位，在施工阶段会出现一些问题。如道路经过坟地、地方民众因“风水”原因而不允许某山坡施工、光伏区离村庄近、道路经过植被茂密的松树林等，造成了光伏区或道路路径调整;而在部分逆变器室同步调整的过程中，施工单位粗放式管理、业主为赶工期而盲目修改设计方案等原因造成逆变器室与光伏阵列间距不能及时校核，距离过小从而造成阴影遮挡。
植物的遮挡。有灌木生长的山地，往往由于施工管理不到位，灌木、杂草处理不及时，树木没有及时砍伐，造成对光伏区的遮挡，如图2所示。
前排光伏阵列对后排光伏阵列的遮挡。由于灌木的茂密、地形复杂、局部小地形(如突石、凹陷大坑)、遗留围堰造成部分地方落差大等原因，测绘图纸不能全面反映复杂地貌，设计人员按图排布，不能体现局部情况。同时，由于考虑到工程造价原因，山地光伏不采用大量的平整场地，施工单位在简单的场平、测量放线打点后按图施工，会因局部安装地点的地表结构存在差异使光伏电站在施工过程中难以保证与设计图纸完全匹配，部分阵列在实际安装后与设计存在偏差，阵列间距过小，导致在太阳高度角较小的情况下，前排阵列会对后排阵列造成遮挡，如图3所示，
由于采用粗放式施工管理，局部施工困难时盲目进行阵列间距调整，也会造成前后阵列遮挡。相关的文献和研究表明，组件遮挡对光伏系统输出特性产生很大影响，从而导致光伏系统发电量的降低中。
因此，在设计施工的过程中要避免光伏组件处于阴影中。
3山地坡度对遮挡间距影响分析；
调查发现，山地坡度对遮挡间距影响较大，因此，本文从山地坡度的角度出发，计算分析山地坡度、遮挡物等因素对光伏组件遮档距离造成的影响。
3.1电杆(遮挡物)的投影距离计算图4为遮挡物电杆的高度日在平整地面的投影，通过几何计算，H在南北方向的投影长度D为:
D=
式中，α为太阳高度角；
β为太阳方位角。
一般将D/H的数值称为影子的倍率τ，
既；τ=
3.2南北方向有坡度时电杆等遮挡物与光伏方阵的间距计算
图5为遮挡物电杆高度H在坡度为θ的山地投影示意图，abcdef区域为南北向坡。假设光伏组件的南端为dc端，电杆与光伏组件的高度差H为:
H‘=
由公式（1）再结合图5可知
D=
D=
式（4）可进行电杆、铁塔、逆变器室、变压器室、围栏、树木等的阴影遮挡复核。
3.3前排光伏方阵对后排方阵遮挡的间距计算图6、图7中，光伏方阵长度为L，宽度为前后排光伏方阵中心间距为Dns，东西向方阵中心间距为Dew.;前后排光伏方阵南北净距D1，东西向净距D2，南北向坡度为θ1，东西向坡度为θ2;光伏组件的安装倾角为γ，方阵3后边沿与方阵2前边沿不遮挡的高差为:
H
Dns=Wcos
Dew=L+D
根据式（2）和式（5）~式（7）可得：
D
整理后得到：
D1=W
3.4山地坡度对遮挡间距影响的数据分析
河北某山地光伏电站，光伏组件的最佳安装倾角为310，设计1个光伏组串由20块组件构成，长10.08m，宽3.32m;光伏阵列采用固定式安装;光伏区块以南坡为主，部分区块有南偏西或南偏东;组件布置从北到南、东西成排，一般设计要求在冬至日影子最长时，两排光伏阵列之间的距离要保证9:00~15:00之间(当地在真太阳时)前排不对后排造成遮挡(2)。相关文献给出了计算a和β的计算公式(3)
sinα
sinβ
式中，δ为太阳赤纬角，φ为当地纬度，ω