隨著光伏電站爆發(fā)式增長,光伏進(jìn)入千家萬戶。但部分業(yè)主/投資方因?qū)夥R了解的缺乏,在電站運(yùn)行時(shí)未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,造成發(fā)電量損失,影響投資收益。本文對十個(gè)影響光伏發(fā)電的關(guān)鍵因素進(jìn)行闡述:
光伏電站發(fā)電量計(jì)算方法:理論年發(fā)電量=年平均太陽輻射總量*電池總面積*光電轉(zhuǎn)換效率,但是由于各種原因影響,光伏電站實(shí)際發(fā)電量卻沒這么多,實(shí)際年發(fā)電量=理論年發(fā)電量*實(shí)際發(fā)電效率。
在光伏電站的壽命周期中,組件效率、電氣元件性能會(huì)逐步降低,發(fā)電量隨之逐年遞減。除去這些自然老化的因素之外,還有組件、逆變器的質(zhì)量問題,線路布局、灰塵、串并聯(lián)損失、線纜損失等多種因素。
一般光伏電站的財(cái)務(wù)模型中,系統(tǒng)發(fā)電量三年遞減約5%,20年后發(fā)電量遞減到80%。
影響光伏發(fā)電量的主要因素:
1.太陽輻射量
太陽能電池組件是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,光照輻射強(qiáng)度直接影響著發(fā)電量。在太陽電池組件的轉(zhuǎn)換效率一定的情況下,光伏系統(tǒng)的發(fā)電量是由太陽的輻射強(qiáng)度決定的。光伏系統(tǒng)對太陽輻能量的利用效率只有10%左右(太陽電池效率、組件組合損失、灰塵損失、控制逆變器損失、線路損失、蓄電池效率)光伏電站的發(fā)電量直接與太陽輻射量有關(guān),太陽的輻射強(qiáng)度、光譜特性是隨著氣象條件而改變的。各地區(qū)的太陽能輻射量數(shù)據(jù)可以通過氣象資料查詢網(wǎng)站獲取,也可以借助光伏設(shè)計(jì)軟件得到。
2.太陽電池組件的傾斜角度
從氣象站得到的資料,一般為水平面上的太陽輻射量,換算成光伏陣列傾斜面的輻射量,才能進(jìn)行光伏系統(tǒng)發(fā)電量的計(jì)算。最佳傾角與項(xiàng)目所在地的緯度有關(guān)。大致經(jīng)驗(yàn)值如下:
A、緯度0°~25°,傾斜角等于緯度
B、緯度26°~40°,傾角等于緯度加5°~10°
C、緯度41°~55°,傾角等于緯度加10°~15°
3、太陽電池組件的效率
太陽能光伏電池主流的材料是硅,因此硅材料的轉(zhuǎn)化率一直是制約整個(gè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的重要因素。硅材料轉(zhuǎn)化率的經(jīng)典理論極限是29%。而在實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)造的紀(jì)錄是25%,正將此項(xiàng)技術(shù)投入產(chǎn)業(yè)。實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)可以直接從硅石中提煉出高純度硅,而無需將其轉(zhuǎn)化為金屬硅,再從中提煉出硅。這樣可以減少中間環(huán)節(jié),提高效率。
4、組合損失
凡是串連就會(huì)由于組件的電流差異造成電流損失;
凡是并連就會(huì)由于組件的電壓差異造成電壓損失;
組合損失可以達(dá)到8%以上,中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定小于10%。
注意:
(1) 為了減少組合損失,應(yīng)該在電站安裝前嚴(yán)格挑選電流一致的組件串聯(lián)。
(2) 組件的衰減特性盡可能一致。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T--9535規(guī)定,太陽電池組件的最大輸出功率在規(guī)定條件下試驗(yàn)后檢測,其衰減不得超過8%。
(3) 隔離二極管有時(shí)候是必要的。
5、溫度特性
溫度上升1℃,晶體硅太陽電池:最大輸出功率下降0.04%,開路電壓下降0.04%(-2mv/℃),短路電流上升0.04%。為了避免溫度對發(fā)電量的影響,應(yīng)該保持組件良好的通風(fēng)條件。
6、灰塵損失
在所有影響光伏電站整體發(fā)電能力的各種因素中,灰塵是第一大殺手。電站的灰塵損失可能達(dá)到6%!灰塵對光伏電站的影響主要有:通過遮蔽達(dá)到組件的光線,影響發(fā)電量、影響散熱,從而影響轉(zhuǎn)換效率;具備酸堿性的灰塵長時(shí)間沉積在組件表面,侵蝕板面造成板面粗糙不平,有利于灰塵的進(jìn)一步積聚,同時(shí)增加了陽光的漫反射。所以組件需要不定期擦拭清潔。
7.陰影、積雪遮擋
在分布式電站中,周圍如果有高大建筑物,會(huì)對組件造成陰影,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避開。根據(jù)電路原理,組件串聯(lián)時(shí),電流是由最少的一塊決定的,因此如果有一塊有陰影,就會(huì)影響這一路組件的發(fā)電功率。當(dāng)組件上有積雪時(shí),也會(huì)影響發(fā)電,必須盡快掃除。
8、線路、變壓器損失
系統(tǒng)的直流、交流回路的線損要控制在5%以內(nèi)。為此,設(shè)計(jì)上要采用導(dǎo)電性能好的導(dǎo)線,導(dǎo)線需要有足夠的直徑。系統(tǒng)維護(hù)中要特別注意接插件以及接線端子是否牢固。
9、控制器、逆變器效率
逆變器由于有電感、變壓器和IGBT、MOSFET等功率器件,在運(yùn)行時(shí),會(huì)產(chǎn)生損耗。一般組串式逆變器效率為97-98%,集中式逆變器效率為98%,變壓器效率為99%??刂破鞯某潆?、放電回路壓降不得超過系統(tǒng)電壓的5%。并網(wǎng)逆變器的效率目前都大于95%。
10、蓄電池的效率(獨(dú)立系統(tǒng))
獨(dú)立光伏系統(tǒng)需要用蓄電池,蓄電池的充電、放電效率直接影響系統(tǒng)的效率,也就是影響到獨(dú)立系統(tǒng)的發(fā)電量,鉛酸蓄電池的效率80%;磷酸鐵鋰蓄電池效率90%以上。
原標(biāo)題:解決10個(gè)問題,讓你家光伏電站發(fā)電量大增!