当太阳能遇上科学--光伏监测在应用研究中的作用

在当今的能源领域，技术创新与应用研究之间的界限正变得越来越模糊。两个采用 Tigo 技术收集模块级高分辨率性能数据的实验项目就是一个具体的例子。这些项目由Energy4Climate(E4C) 推广，其中一个安装在巴黎地区的SIRTA 大气观测站（Site Instrumental de Recherche par Télédétection Atmoshpérique），另一个安装在法属波利尼西亚大学(UPF) 校园。

巴黎综合理工学院能源气候中心（Energy4Climate Center of Institute Polytechnique de Paris）汇集了近 30 个实验室，致力于减少温室气体排放、提高能源效率、利用可再生能源和提出相关能源政策等四个横向专题。E4C 开发平台和演示器，以便在实际生活条件下测试方法、管理和建模解决方案。E4C 得到了^第三期未来投资计划（ANR-18-EUR-0006-02）的支持，以下两个项目由综合理工学院基金会（"负责任能源的技术挑战 "或 "负责任能源的技术挑战 "研究主席，由道达尔能源公司资助）共同资助。

项目 1 - 在塔希提岛测试四种光伏技术

这两个项目中的第一个设在塔希提岛的 UPF 校园内，这里的热带环境条件特别具有挑战性：风大，季节性降雨量少，光伏组件上积聚灰尘和污垢的风险很高。

该电站包括单面和双面光伏组件，可对它们在类似环境条件下的性能进行比较分析。该系统的双面部分集成了多个制造商的模块，可对不同技术和设计的发电量、可靠性和对不同条件的响应进行评估。安装了 TigoTS4 优化器，用于监控每个模块的性能（电压、功率和电流），并通过 API 将数据传输到 E4C 的 datahub 分析平台。

目标是精确分析环境条件对每种模块类型的影响。先进的环境监测系统可提供各部分的辐照和温度数据，从而实现高度精确的交叉分析。

项目 #2 - 农业光伏和双面组件：法国作物与光伏的协同效应

第二个装置设在 SIRTA，这是欧洲领先的大气观测站之一，有 200 多台仪器持续监测大气环境。该装置是AgriPV-ER项目的一部分，该项目为法国国家农业研究院的Pôle National de Recherche sur l'Agriphotovoltaïsme（或称 "国家农业光伏研究中心"）做出了贡献。该项目得到了法国 2030和PEPR TASE（22-PETA-0007）的支持。

该项目侧重于农业与光伏技术的结合。在帕莱索的 SIRTA 观测站内，一个农业光伏系统将紫花苜蓿和小麦的种植与作物上方安装的双面光伏组件结合在一起。该系统安装了 50 多台仪器，用于监测气象、土壤、辐射和光伏状态变量。

同样，TigoTS4优化器能够收集详细的模块级数据，这对于分析和模拟植物生长周期与光伏系统能源性能之间的相互作用至关重要。

这项研究中最有趣的发现之一是反照率 的季节性变化，即土壤（在这里指植被）反射阳光的能力。在较温和的季节，尤其是 2025 年 3 月底至 4 月初，土壤中的反照率明显增加。 回收能量由于植被覆盖产生的不规则反照率以及部署的仪器对某些光伏组件造成的遮挡，优化器回收的能量明显增加。在此期间，植物生长达到高峰，完全遮蔽了地面：叶片颜色的变化和分布的不均匀造成了不均匀的光反射，使得优化器的作用变得更加重要--不仅是性能监测，还能通过减少不匹配影响最大化能源生产。

随着植株开始枯萎，它们的颜色会发生变化，反照率也会逐渐降低，从而不可避免地影响双面组件的产量。另一方面，在冬季，短暂的降雪会导致个别反照率上升，但由于不利的天气条件，总体产量仍然较低。

值得注意的是，该电厂所在地区经常阴雨连绵，云层覆盖导致生产量自然波动。得益于 Tigo 的电力电子设备，不仅在任何情况下都能确保最大能量，而且还能对这些波动进行高精度监控，从而将复杂多变的环境条件转化为宝贵的数据，优化系统效率。

Tigo 技术在科学研究中的作用

"Tigo TS4 优化器提供了我们研究每个模块性能所需的数值，作为更大系统的一部分，"CentraleSupélec 旗下GeePs 实验室（巴黎电子电气实验室）的博士后 Moira Torres 说。"这使我们能够更好地了解模块如何应对不同的环境条件，并改进生产预测。从 Tigo 优化器中提取并通过能源智能平台处理和可视化的数据与环境数据相结合，不仅可用于验证现有模型，还可用于开发新模型"。

结论--数据驱动创新

这些项目提供了重要的证实：Tigo 技术提供的数据不仅支持光伏系统的日常运行，还成为科学研究的重要工具。从热带气候到欧洲农业景观，在千差万别的环境中，模块级优化对于了解、预测和改进未来光伏系统的性能至关重要。

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