干货|影响光伏发电量的因素汇总
责任编辑:Lillian 作者:光伏們 2017/6/6 13:57:36 浏览:5169 干货

很多业主对光伏发电的收益一知半解,搞不清楚安装分布式光伏发电到底能给自己带来多少收益? 要解答这个问题,就需要了解光伏发电量。

首先我们需要知晓,光伏发电量的计算方法:

理论年发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转换效率

但由于各种因素的影响,光伏电站发电量实际上并没有那么多:

实际年发电量=理论年发电量*实际发电效率

那么影响光伏电站发电量有哪些因素?可以总结为以下几点。

一、太阳辐射量

在地球上,我们的能源基本上都来源于太阳。太阳是一个灼热的火球,表面的温度大约为6000℃,中心的温度达到2000万℃。它不断的向外辐射光和热,并以30万千米/秒的速度,经历8分钟的长途跋涉才能辐射到地球表面。

太阳能电池组件是将太阳能转化为电能的装置,光照辐射强度直接影响着发电量。各地区的太阳能辐射量数据可以通过NASA气象资料查询网站获取,也可以借助光伏设计软件例如PVsyst、RETScreen、PVdesigner等得到。

中国位于北半球中纬度地区,太阳资源总体较丰富,年均太阳辐射总量约为5.9 KJ/m2,西藏河谷地区的太阳辐射总量高达7.5-7.9 KJ/m2,最低的地区也达3.3-4.2 KJ/m2(如西部四川盆地)。根据年照辐射量的大小,可将我国划分为四个太阳能资源带,详情如下图。



1.png

二、组件阵列安装倾角

从气象站得到的资料,一般为水平面上的太阳辐射量,换算成光伏阵列倾斜面的辐射量后,才能进行光伏系统发电量的计算。光伏阵列最佳倾角与项目所在地的纬度有关。

大致经验值如下:

(1)纬度0°~25°,倾斜角等于纬度;

(2)纬度26°~40°,倾角等于纬度加5°~10°;

(3)纬度41°~55°,倾角等于纬度加10°~15°。

由于太阳的照射角度总在不断变化,传统固定式光伏电站发电量收到一定的限制。而安装光伏跟踪系统后,光伏电池板便不再是“死物”,相反可如向日葵一般追逐太阳,使光照始终垂直照射到电池板上,增加接收到的太阳辐射量,从而提高电站整体发电量。光伏跟踪系统根据支架的调节角度可分为固定可调、平单轴、斜单轴和双轴跟踪器。

3.jpg


三、组件的转换效率

光伏组件是影响发电量的最核心因素。2015年2月5日国家能源局综合司颁布的《关于征求发挥市场作用促进光伏技术进步和产业升级意见的函》中规定,自2015年起,享受国家补贴的光伏发电项目采用的光伏组件和并网逆变器产品应满足《光伏制造行业规范条件》相关指标要求。其中,多晶硅电池组件转换效率不低于15.5%,单晶硅电池组件转换效率不低于16%。目前,市场上一线品牌的多晶硅组件转化效率一般达到16%以上,单晶硅的转化效率一般在17%以上。

自2015年光伏领跑者计划推出以来,提升光伏组件效率的各种技术手段层出不穷。PERC、黑硅、半片、叠片、双面电池、5主栅、12栅、MWT、IBC、HIT等各种技术路线已经呈现百花齐放之势,电池和组件的转换效率不断刷新,力图加快光伏度电成本的下降,实现光伏发电的平价上网。

四、系统损失

和所有产品一样,光伏电站在长达25年的寿命周期中,组件效率、电气元件性能会逐步降低,发电量随之逐年递减。除去这些自然老化的因素之外,还有组件、逆变器的质量问题,线路布局、灰尘、串并联损失、线缆损失等多种因素。

一般光伏电站的财务模型中,系统发电量三年递减约5%,20年后发电量递减到80%。

1、组合损失

凡是串联就会由于组件的电流差异造成电流损失;并联就会由于组件的电压差异造成电压损失;而组合损失可达到8%以上,中国工程建设标准化协会标准规定小于10%。

因此为了减低组合损失,应注意:

1)应该在电站安装前严格挑选电流一致的组件串联。

2)组件的衰减特性尽可能一致。 

4.png

2、灰尘遮挡

在所有影响光伏电站整体发电能力的各种因素中,灰尘是第一大杀手。灰尘对光伏电站的影响主要有:

1)通过遮蔽达到组件的光线,从而影响发电量;

2)影响散热,从而影响转换效率;

3)具备酸碱性的灰尘长时间沉积在组件表面,侵蚀板面造成板面粗糙不平,有利于灰尘的进一步积聚,同时增加了阳光的漫反射。

所以组件需要不定期擦拭清洁。现阶段光伏电站的清洁主要有洒水车,人工清洁,机器人三种方式。

5.jpg


3、温度特性

对晶体硅太阳电池而言,温度每上升1℃:最大输出功率下降0.04%,开路电压下降0.04%(-2mV/℃),短路电流上升0.04%。为了减少温度对发电量的影响,应该保持组件良好的通风条件。

4、线路、变压器损失

系统的直流、交流回路的线损要控制在5%以内。为此,设计上要采用导电性能好的导线,导线需要有足够的直径。系统维护中要特别注意接插件以及接线端子是否牢固。按有关标准规定,直流线路损失应小于3%。

5、逆变器效率

逆变器由于有电感、变压器和IGBT、MOSFET等功率器件,在运行时,会产生损耗。一般组串式逆变器效率为97-98%,集中式逆变器效率为98%,变压器效率为99%。

6、阴影、积雪遮挡

在分布式电站中,周围如果有高大建筑物,会对组件造成阴影,设计时应尽量避开。根据电路原理,组件串联时,电流是由最少的一块决定的,因此如果有一块有阴影,就会影响这一路组件的发电功率。当组件上有积雪时,也会影响发电,必须尽快扫除。

7、组件功率衰减

组件功率的衰减是指随着光照时间的增长,组件输出功率逐渐下降的现象。组件衰减与组件本身的特性有关。其衰减现象可大致分为三类:破坏性因素导致的组件功率骤然衰减;组件初始的光致衰减;组件的老化衰减。

CNCA/CTS00X-2014《并网光伏电站性能检测与质量评估技术规范》多晶硅组件1年内衰降率不超过2.5%,2年内衰降率不超过3.2%;单晶硅组件1年内衰降不应超过3.0%,2年内衰降不应超过4.2%。

8、设备运行稳定性

光伏发电系统中设备故障停机直接影响电站的发电量,如逆变器以上的交流设备若发生故障停机,那么造成的损失电量将是巨大的。另外,设备虽然在运行但是不在最佳性能状态运行,也会造成电量损失。

9、例行维护

例行维护检修是电站必须进行的工作,安排好检修计划可以减少损失电量。电站应结合自身情况,合理制定检修时间,同时应提升检修的工作效率,减少电站因正常维护检修而损失的发电量。

10、电网消纳

由于电网消纳的原因,一些地区电网调度要求光伏电站限功率运行。

 

综上,影响太阳能发电量的因素分为可控因素和不可控因素。其中可控因素有:灰尘的遮挡、杂草的遮挡以及设备故障停机等。通过定期的清洗、除草可以解决灰尘遮挡和杂草遮挡造成的损失,通过快速的故障消缺可以降低设备故障停机造成的损失,从而提升电站发电量。而气象因素、组件衰减、设计缺陷(前后排组件遮挡、左右排组件遮挡、附近建筑物遮挡)等则属于不可控因素,在电站后期的运营维护中基本无法改变(除非进行大规模的电站技改),从而会持续影响电站的发电量。

 

 


本文由光伏們进行编辑整理,转载请注明出处、作者和本文链接。
了解更多光伏相关欢迎关注光伏們微信号:PV_MEN如果您有光伏趣闻或光伏相关的稿件可以投稿给我们:edit@pvmen.com
文章评论(0)
登录后发表评论
最新评论
合作伙伴partner

微信二维码