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阴雨天光伏系统不会完全停止工作,只是输出明显下降。判断下降幅度要看云层厚度:薄云、多云天气通常还能发出晴天的百分之十几到三成左右;云层厚、伴随降雨的天气,可能只剩晴天的百分之几。真正归零的情况少见,一般出现在厚重积雨云完全遮蔽太阳的短时段。
需要说明的是,上面这组比例是量级上的经验区间,不同地区、不同系统的差异不小,不能直接当作某个项目的实际数值。
把天气大致分成三类,更容易理解发电量的变化规律。
晴空条件下,到达组件表面的辐射以直接辐射为主,辐照度较高,系统接近额定工作状态,此时输出主要受环境温度影响,温度过高时效率会有一定下降。
薄云与多云条件下,直接辐射被部分削弱,但散射辐射仍然充足,组件依然能维持一定出力,通常在晴天的百分之十几到三成之间波动,云层时厚时薄会造成输出频繁起伏。
阴雨天气下,云层厚且水汽含量高,到达地面的辐照度大幅下降,发电量可能只有晴天的百分之几。降水本身并不直接影响发电,影响来自云层对辐射的削减。
太阳辐射到达地面可以分成两部分:直接辐射来自太阳本体方向,散射辐射来自天空各个方向。组件对两者都能响应,只是散射辐射的能量密度低,集中度差,因此同样的天空亮度下,输出会小很多。
阴天并不意味着没有能量:天空仍然明亮,说明仍有可观的散射辐射。这也是为什么光伏电站在阴天仍能保持一定出力,而并非只在太阳直射时才工作。
从全年看,阴雨天带来的损失是有限的。除少数多雨地区外,绝大部分发电量仍集中在晴好天气;把全年发电量按月份拆开看,雨季月份的贡献占比通常偏低,这也是做发电量测算时要按月度分布考虑的原因。
降水对光伏系统的影响并不全是负面的。适度降雨可以冲刷组件表面的积灰,对恢复出力有帮助,尤其对长期未清洗的屋面系统,一场雨之后的输出往往会有可见回升。
但靠降雨替代清洗并不可靠。鸟粪、树胶、油膜一类附着物不易被雨水冲掉,组件下部边缘的积灰带也常在降雨后保留下来。若屋面倾斜角较小,排水不畅还可能留下水渍与泥痕。
另一方面,强对流天气伴随的雷电与电压波动,对系统电气部分的考验更大。工程上通常通过接地、等电位连接与浪涌保护装置来应对,这些属于设计阶段的内容,与当天天气无关,但会直接影响雷雨季节的运行安全。
并网系统的处理方式比较简单:发电少时,用电由电网补足,系统本身不需要为阴雨天做特别配置,只是这段时间购电量会相应增加。
离网系统则需要按连续阴雨天来配置储能。设计时通常要确定两个参数:连续无有效发电的时长上限,以及这段时间的日均用电量。两者相乘再加上安全余量,就是电池容量的大致量级。天数定得过短,遇到连续阴雨就会断电;定得过长,初始投入会明显增加。
自发自用比例较高的并网项目,也可以参考这个思路评估:如果不希望阴雨天过多依赖电网,就应把储能容量与用电负荷曲线一起考虑,而不是只看组件容量。
常规降雨不需要关闭逆变器。逆变器在低辐照下会进入待机或低功率运行状态,属于设计范围内的正常工作模式;频繁手动断电反而会减少发电时间,也不是厂家的推荐做法。
需要关注的是极端天气:如果出现强雷暴、冰雹或大风预警,出于安全考虑可以按应急预案断开直流侧与交流侧,待天气稳定并检查确认后再恢复。这类操作属于应急措施,平时不宜作为日常习惯。
另外一个务实的提醒是,阴雨天并不意味着系统「坏了」。若连续数日输出偏低,先看天气记录,再看逆变器有无告警,避免把正常的气候波动误判为设备故障。
如果关心雨季对自家项目的影响,可以从三处入手。一是查当地多年平均的月辐照数据或月发电量分布,看雨季月份在全年中占多大比重,这比凭印象判断更可靠。
二是翻监控系统的月度发电记录,把雨季与旱季分别统计,找出本项目实际存在的波动幅度。连续两个雨季的数据,基本能反映规律,也便于以后横向对比。
三是把天气与发电量对应记录,特别留意那些「看着阴沉但发电并不差」的日子。阴天仍有一定输出这一点,往往能修正此前偏低的预期,减少不必要的担心。
如果发现雨季月度发电量明显低于预期,先排除设备因素,再回头看资源条件本身。多数情况下,差别来自云量而非设备。
问:阴雨天发电量低,是不是组件的效率有问题?
判断的前提是同一时间内其他系统是否也偏低。如果是大范围阴雨,所有系统都会同步下降,属于资源条件造成的,与组件效率无关。若相邻系统在晴好天气下出力明显更高,才需要检查本系统的遮挡、积灰或设备状态。
问:下雨能代替清洗吗?
可以部分替代,但不能完全替代。降雨对松散积灰有一定冲刷效果,对黏附性污物和组件底部积灰带作用有限。安装倾角较小、周边有施工扬尘或树木较多的场景,建议仍按实际情况安排清洗。判断是否需要清洗,可以对比晴天同一时段的历史输出。
问:多雨地区的项目还值得做吗?
值得与否取决于全年发电量测算,而不是某一段时间的天气。多雨地区等效利用小时数相对偏低,做收益测算时应采用当地资源数据,并考虑雨季对用电结构的匹配情况。把测算基准选对,比纠结单日阴雨更有意义。
问:阴雨天用电多,系统能顶得住吗?
并网系统由电网补足缺口,不存在顶不住的问题;离网系统则要看储能配置是否按连续阴雨天数设计。若连续阴雨期间出现电量不足,说明储能容量或用电安排需要调整,可以考虑减少非必要负荷或适当扩充储能。
《光伏发电站设计标准》GB 50797-2012(2024年版)
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