光伏電站理論發(fā)電量計算及影響因素

光伏電站理論發(fā)電量計算及影響因素

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1、光伏電站理論發(fā)電量計算及影響因素一、光伏電站理論發(fā)電量計算1、太陽電池效率η的計算在太陽電池受到光照時,輸出電功率和入射光功率之比就稱為太陽電池的效率,也稱為光電轉(zhuǎn)換效率。其中,At為太陽電池總面積(包括柵線圖形面積)??紤]到柵線并不產(chǎn)生光電,所以可以把At換成有效面積Aa(也稱為活性面積),即扣除了柵線圖形面積后的面積,同時計算得到的轉(zhuǎn)換效率要高一些。Pin為單位面積的入射光功率。實際測量時是在標(biāo)準(zhǔn)條件下得到的:Pin取標(biāo)準(zhǔn)光強:AM1.5條件,即在25℃下,Pin=1000W/m2。2、光伏系統(tǒng)綜合效率(PR)η總=η1×η2×η3光伏陣列效率η1:是光伏陣列在1000W/m2太陽輻射強度

2、下實際的直流輸出功率與標(biāo)稱功率之比。光伏陣列在能量轉(zhuǎn)換過程中的損失包括:灰塵/污漬,組件功率衰減,組件串聯(lián)失配損失、溫升損失、方陣相互遮擋損失、反射損失、光譜偏離損失、最大功率點跟蹤精度及直流線路損失等,目前取效率86%計算。逆變器轉(zhuǎn)換效率η2:是逆變器輸出的交流電功率與直流輸入功率之比,取逆變器效率97%計算。交流并網(wǎng)效率η3:是從逆變器輸出,至交流配電柜,再至用戶配電室變壓器10KV高壓端,主要是升壓變壓器和交流線纜損失,按96%計算。3、理論發(fā)電量計算太陽電池的名牌功率是在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下測得的,也就是說在入射功率為1000W/m2的光照條件下,1000Wp太陽電池1小時才能發(fā)一度電。而實

3、際上,同一天不同的時間光照條件不同,因此不能用系統(tǒng)的容量乘以日照時間來預(yù)測發(fā)電量。計算日發(fā)電量時,近似計算:理論日發(fā)電量=系統(tǒng)峰值功率(kw)x等效日照小時數(shù)(h)x系統(tǒng)效率等效峰值日照小時數(shù)h/d=(日太陽輻照量kW.h/m2/d)/1kW/m2(日照時數(shù):輻射強度≥120W/m2的時間長度)二、影響發(fā)電量的因素光伏電站的發(fā)電量由三個因素決定:裝機容量、峰值小時數(shù)、系統(tǒng)效率。當(dāng)電站的地點和規(guī)模確定以后,前兩個因素基本已經(jīng)定了,要想提高發(fā)電量,只能提高系統(tǒng)效率。1、溫度折減對系統(tǒng)效率影響最大的自然因素就是溫度。溫度系數(shù)是光伏組件非常重要的一個參數(shù)。一般情況下,晶硅電池的溫度系數(shù)一般是-0.35

4、~-0.45%/℃,非晶硅電池的溫度系數(shù)一般是-0.2%/℃左右。而光伏組件的溫度并不等于環(huán)境溫度。下圖就是光伏組件輸出功率隨組件溫度的變化情況。在正午12點附近,圖中光伏組件的溫度達到60攝氏度左右,光伏組件的輸出功率大約僅有85%左右。除了光伏組件,當(dāng)溫度升高時,逆變器等電氣設(shè)備的轉(zhuǎn)化效率也會隨溫度的升高而降低。溫度造成的折減,可以根據(jù)光伏組件的溫度系數(shù)和當(dāng)?shù)氐臍鉁剡M行估算。2、不可利用太陽光獲得的總輻射量值,是各種輻射強度的直接輻射、散射輻射、反射輻射的總和,但并不是所有的輻射都能發(fā)電的。比如,逆變器需要再輻照度大于50W/m2時才能向電網(wǎng)供電,但輻照度在100W/m2以下時輸出功率極低

5、。即使在陽光好的西部地區(qū),這部分雖然算到總輻射量數(shù)據(jù)中、但無法利用的太陽能輻射,也能達到2~3%。1、光伏組件的匹配度標(biāo)稱偏差也是光伏組件一個重要參數(shù),一般±3%內(nèi)是可以接受的。這說明,雖然組件的標(biāo)稱參數(shù)是一樣的,但實際上輸出特性曲線是有差異的,這就造成多個組件串聯(lián)時因電流不一致產(chǎn)生的效率降低。目前,像天合、英利等組件廠家,一般采用正偏差來降低由于功率的不匹配性帶來的損失。2、逆變器、箱變的效率雖然逆變器技術(shù)規(guī)格書中的歐洲效率是考慮了不同負(fù)載率后的加權(quán)轉(zhuǎn)換效率,但實際使用中,很少有逆變器能達到現(xiàn)在普遍使用的98.5%。逆變器在DC變AC的過程中,加權(quán)效率能達到97.5%應(yīng)該就不錯了。不同逆變器

6、的MPPT跟蹤效果也是不一樣的。當(dāng)最大功率點電壓隨著輻照度變化時,逆變器需要不斷改變電壓值以找到最大功率點電壓,由于跟蹤的滯后性也會造成能量損失。目前,有的逆變器廠家采用多路MPPT的方式,來減少此項損失。在最大直流輸入電壓范圍內(nèi),盡量的多串聯(lián)組件提高電壓、降低電流,可以提高逆變器的轉(zhuǎn)化效率,同時降低線損。箱變將在將升壓的過程中,必然會有能量損失,這項根據(jù)箱變的參數(shù)來確定,一般1.5%左右。3、直流線損、交流線損一個1MW單元的面積大約3.5~4公頃。要將這么大面積光伏組件發(fā)出的電送到一處地方,就需要很長的直流線路。減少線損的辦法有兩個:選用好的電纜,提高電壓。一般情況下,直流線損可以按2~3

7、%來估算。交流線路短,線損相對較少,一般可以按1%來進行估算。4、設(shè)備故障設(shè)備故障和檢修時造成系統(tǒng)效率低的一個重要原因。光伏電站故障原因,其中一半都是來自于設(shè)備。5、設(shè)計不當(dāng)設(shè)計不當(dāng)造成發(fā)電量損失最嚴(yán)重的一項就是“間距設(shè)計不當(dāng)”。由于目前光伏電站大都采用豎向布置,下沿的少量遮擋往往會造成整個組串輸出功率極具下降。據(jù)統(tǒng)計,在一些前后間距偏小的電站,前后遮擋造成的發(fā)電量損失甚至能達到3%。另外,山地電

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