随着能源结构的转型和人们对环境保护的日益关注，户用光伏作为清洁能源的代表之一，正逐渐进入千家万户。然而，在行业迎来蓬勃发展机遇的同时，也面临直流高压带来的安全隐患，运维成本高企以及屋顶资源不足等诸多难题的挑战。
你可能无法想象，来自一片树叶的遮挡就会影响光伏发电的收益性。
这是因为，光伏发电的主要收益来源于系统发电量，故此，户用光伏通常选择优先建在拥有优质资源的屋顶上，而良好的光照和气候条件，附近无遮挡等因素都是设计户用光伏系统的首要考量。
然而，随着度电成本进一步降低，户用光伏的普及程度也大幅提升，优质屋顶资源愈发稀缺。特别是当屋顶存在阴影遮挡时，所受影响的这块光伏组件的输出功率就会降低。
究其原因，光伏组件的输出电流和功率与组件的工作环境（尤其是光照）密切相关。由于串联在同一组串的组件的工作电流需保持一致，受失配影响的组件工作点会随电流减小而发生偏移，从而导致整条组串的输出功率降低，即光伏组件发电存在明显的木桶效应。
如何解决光伏组件失配导致的发电损失？如何提升屋顶光伏装机容量及安全保障？逐渐发展成为业内所面临的共同问题。
值得关注的是，擅长运用黑科技来解决难题的华为这一次又走在了时代前沿。
由其推出的优化器（智能组件控制器）解决方案，不但完美解决了“失配损失”难题，并将系统发电量提升了5%—30%。令人好奇的是，华为究竟是如何做到的呢？
聚焦“黑科技”的《比特与瓦特》
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。没有经过实践检验的理论，不管它多么博大精深，都会失去原有的分量。
值得注意的是，站在科学和产业的交点，华为不仅凭借“解锁数字能源黑科技”的优势，率先推开那扇数字能源的神秘之门，而且将晦涩难懂的专业知识，用幽默生动、别具一格的方式娓娓道来。
由其打造的黑科技视频栏目《比特与瓦特》，每一期邀请专家，通过与“比特”与“瓦特”两位卡通人物的对话，将当前热点技术进行解读。用通俗易懂的语言并结合实际情况，向大众普及数字能源的黑科技知识。
在华为推出的第八期《比特与瓦特》栏目中，技术专家将再次与“比特和瓦特”展开对话，深入浅出地解析华为如何通过数字化技术来解决户用光伏场景中各种因遮挡或老化造成的失配问题。
让屋顶光伏发电最大化的“卷王”
在大多数人看来，影响光伏发电的因素有很多，但由于遮挡所带来的发电损失却未曾注意过。
据华为数字能源高级专家顾桂磊介绍：“在我们的屋顶上，像是树叶、鸟粪污物等遮挡。都可能形成阴影。当屋顶存在阴影遮挡时，这块光伏组件的输出功率就会降低。其他组件的输出功率也会被降低。系统发电量就会下降。这是所有光伏电站都会面临的问题。”
也就是说，一个组件存在问题将影响整体的发电情况。这个时候，由华为研制的优化器就派上了用场。
华为的优化器解决方案以 Buck 电路为基础，采用“优化器 + 双级逆变器”架构，通过给每块组件加装优化器，可以实现组件级优化，使每块组件达到最优发电。
通过优化器内 DC-DC 电路，改变光伏组件输出 IV 特性曲线，使组件最佳功率点不再仅仅局限在单一一点，而变成了一个可以调节的范围曲线。组件在这个范围内都可以输出最佳功率，即使每块组件的最佳功率点不一致，却依然可以在最佳功率点工作。
为了让大众更好地理解针对“优化器”的工作原理，顾桂磊对此进行了详尽的解析：当单块光伏组件被遮挡时，导致输出功率下降时，优化器就会自动调整输出状态。通过智能MPPT追踪技术，让每块组件工作在最大功率点上，实现发电最大化。
通俗来讲，优化器就像每块光伏组件的“金牌私教”。通过因材施教，独立追踪每块光伏组件的最大功率，充分发挥性能，实现最大化发电。这样一来，被遮挡的光伏组件单独隔离，就不会影响其他正常光伏组件了。
也许有人会问，如果不安装优化器，会损失多少电量呢？
对此，顾桂磊表示，根据实测数据显示，配置优化器后，系统发电量提升了5%—30%。据悉，东莞某别墅在安装优化器后，每年多发了7740度电，节省了数千元。优化器不仅提升了发电量，对于可能有阴影遮挡的位置，也可以安装光伏组件，致使光伏装机容量提升了30%。
正所谓，没有对比，就没有感触。下面这张别墅组件排布设计图，将华为优化器的优势显现得淋漓尽致。
左图屋顶建筑区域1和区域2产生阴影遮挡，为了避免因为木桶效应影响整体发电量，传统方案中会避免在阴影区域安装组件。此外，由于逆变器两路MPPT，按要求只能安装两个朝向。右图为采用华为优化器解决方案，每块组件可进行独立最优发电。阴影区域安装组件，不影响组串其余组件发电量。同时，优化器可将不同朝向组件连接至同一组串内，简化系统设计，实现容量多装电量多发。
写在最后
据IHS Markit 预测，2025年全球优化器年出货量将达到11,979MW, 2020—2025年的全球年出货量复合增长率为11.6%。其中亚太地区预计增长率为最高，达到21.6%。欧洲地区将仍然保持约45%的年出货量占比。值得关注的是，中国大陆地区的复合增长率达到46.6%，为单一国家最高增长率。
在双碳大背景下，针对户用光伏开发下沉市场中的各种因遮挡或老化造成的失配问题，华为基于组件级电力电子技术提出优化器解决方案，在第三方认证机构 TUV 莱茵的目击见证下通过典型场景的测试实证，相对于传统方案确实能够实现多装，提升发电量，根据经济性分析，验证收益提升明显。
对于华为而言，持续强化创新能力，牢牢抓住千行百业数字化、智能化发展以及人类社会低碳化发展的两个大机遇，是其走向未来的关键。
