3、光伏组件的木桶效应
参考度娘百科，盛水的木桶是由多块木板箍成的，盛水量也是由这些木板共同决定的。若其中一块木板很短，则此木桶的盛水量就被限制，该短板就成了这个木桶盛水量的“限制因素”(或称“短板效应”)，如图6所示。若要使此木桶盛水量增加，只有换掉短板或将其加长才行。
图6 木桶效应示意图
一个水桶无论有多高，盛水量取决于其中最短的那块木板，人们把这一规律总结为“木桶原理”或“木桶效应”，又称“短板理论”。其核心内容为：一只水桶盛水的多少，并不取决于桶壁上最长的那块木块，而恰恰取决于桶壁上最短的那块。根据这一核心内容，“木桶效应”还有两个推论：其一，只有桶壁上的所有木板都足够高，那水桶才能盛满水。其二，只要这个水桶里有一块不够高度，水桶里的水就不可能是满的。
为了让水桶尽量多装水，必须要找出薄弱环节(短板)，并且改进该环节把这个短木板加长。命苦不能怨政府，幸福的家庭是相似的，而不幸的家庭各有各的不幸。很不幸光伏组件串联或内部串联子串都存在木桶效应，甚至可以说木桶效应已充满光伏发电系统中。
由于组件内部串联子串或组串中多个组件串联的本质特性相似，以下以组串为例说明。如图7所示，由3个光伏组件串联构成一个组串，每个组件电流相同时，构成组串的总电流也相同，实际上组串总电流等于每个组件电流。这种工作状况下，每个组件的MPP完全一致，当然这是一种非常理想而实际中并不存在的情形。
图7 组件MPP一致情况下的组串电气特性
理想很丰满，现实太骨感。实际上，组串中每个组件MPP不可能完全一致，如图8所示的第3个组件(PV3)由于种种原因MPP发生变化，而第1、2个组件(PV1、2)仍然可实现MPP。这种情况下如果这3个组件仍然串联构成一个组串时，组串的总电流不可能达到理想数值，也不可能继续最大功率输出。组串最大输出功率受逆变器的MPPT算法限制，既可能工作于受电流源串联物理原的影响而电流限制在PV3的小MPP电流，也可能工作于PV1、2近似最大功率点而PV3旁路二极管导通的状态(即图8所示)。
图8 组件MPP不一致情况下的组串电气特性
4、木桶效应导致组件失配
上一节提到，当组串中组件PV3的MPP变小时，组串最大输出功率受逆变器的MPPT算法限制，既可能工作于受电流源串联物理原的影响而电流限制在PV3的MPP，此时的直观状态是组串电压高而功率小;也可能工作于PV1、2近似最大功率点而PV3旁路二极管导通的状态，此时的直观状态是组串电压低而功率大。
为了清楚解释这个问题，先得从光伏逆变器的内部构造说起。所有类型的光伏逆变器的功率回路由组件或组串、输入开关、EMI滤波、逆变电路、交流滤波、及输出开关构成，而信号回路由交直流采样、驱动电路、LCD显示、及控制构成，如图9所示。
图9 光伏逆变器的内部构造
除了实现直流-交流功率变换和并网控制外，逆变器的关键功能之一是MPPT跟踪，其目的是通过组串电压扰动找到组串的最大功率点。具体控制策略主要使用爬山法、导纳法、神经网络等，当前产品化主要使用爬山法。这些MPPT算法可以寻找到光伏组串的最大功率点，但是无法找到每个组件的最大功率点，下面以图10中两个组件串联为例说明。
a 组件MPP一致 b 组件MPP不一致
图10 两个组件串联构成的一个组串
