光伏組件選型對發(fā)電量的影響

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1、SOLARENERGY伏組件選型對光伏系統(tǒng)發(fā)電量的影響北京京東方能源科技有限公司■韓曉艷趙鵬宋行賓侯現(xiàn)偉劉敬偉摘要：深入研究了不同種類光伏組件在不同天氣條件下的發(fā)電特性以及相同種類不同廠家光伏組件的發(fā)電特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不同種類太陽電池在不同季節(jié)的發(fā)電特性存在明顯差異。晶體硅和CIGS(銅銦鎵硒)電池冬季發(fā)電量明顯高于硅薄膜電池，最多可多發(fā)電10％左右；隨時(shí)間推移，三者之間的差異先逐漸減小后增加，到夏季硅薄膜反超多晶硅和CIGS，最多可多發(fā)電20％左右。同時(shí)，結(jié)合光輻照度、溫度、濕度等天氣資料，測試結(jié)果表明：晶

2、體硅和CIGS更適合輻照量高、溫度低、濕度小的中國北部地區(qū)；硅薄膜在輻照度不高、溫度高、濕度大的中國南部大部分地區(qū)具有更高發(fā)電量。關(guān)鍵詞：光伏組件；戶外性能，發(fā)電量，光伏組件選型一引言隨著能源供應(yīng)緊張、環(huán)境污染和氣候變化等問題的日趨嚴(yán)重，光伏發(fā)電作為一種清潔的可再生能源得到快速發(fā)展。但較高的發(fā)電成本仍制約了大規(guī)模應(yīng)用，因此，如何降低光伏發(fā)電成本已成為光伏行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)。其中，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)使其獲得最大發(fā)電量，是降低發(fā)電成本的重要途徑。光伏系統(tǒng)發(fā)電量通常由裝機(jī)容量、系統(tǒng)效率及年輻照時(shí)數(shù)的乘積計(jì)算得到，計(jì)算系統(tǒng)效率時(shí)

3、把光伏組件功率轉(zhuǎn)化為標(biāo)況功率，忽略了輻照度、溫度等天氣情況對光伏組件輸出特性的影響。光伏組件作為發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，不同種類的光伏組件具有不同的發(fā)電特性。因此，研究光伏組件選型可進(jìn)一步優(yōu)化光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，達(dá)到降低成本的目的。光伏系統(tǒng)主要從組件、逆變器、安裝角度等方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。國外相關(guān)機(jī)構(gòu)通過建立戶外測試系統(tǒng)，對其影響因素進(jìn)行長期監(jiān)測和研究川，為光伏電站提供了大量依據(jù)和建議，間接促進(jìn)了光伏電站在國外的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。而國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)或公司閣幾乎都沒有開展此項(xiàng)工作，這使光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺少數(shù)據(jù)支持，使系統(tǒng)成本及系統(tǒng)發(fā)

4、電量都很難達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)，在一定程度上阻礙了光伏電站在國內(nèi)的大規(guī)模推廣。為此，筆者以所在公司2010年10月建立的光伏戶外測試系統(tǒng)為平臺，結(jié)合天氣數(shù)據(jù)，對不同種類電池的發(fā)電特性進(jìn)行分析，從而得到不同地區(qū)較合適的電池類型。二實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)及參數(shù)設(shè)定光伏戶外測試系統(tǒng)建在北京地區(qū)，主要由電子負(fù)載、多種類型光伏組件、天氣系統(tǒng)和監(jiān)控電腦組成，示意圖及實(shí)物圖如圖1、2所示。該平臺具有的特點(diǎn)及功能有：每個(gè)光伏組件對應(yīng)一個(gè)電子負(fù)載；具有最大功率跟蹤MPPT功能，即通過控制電子負(fù)載阻值使得相應(yīng)光伏組件工作于最大功率下，以實(shí)現(xiàn)光伏電站

5、中光伏組件的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)可采集光伏組件的，．y曲線、開路電壓、短路電流、最大功率、單位每瓦發(fā)電量等電學(xué)性能信息能監(jiān)鍘和采集光輻照量、風(fēng)速和環(huán)境溫度等。利用該平臺分析了9種不同光伏組件的發(fā)電特性，光伏組件參數(shù)見表1。模組1模組2模組3模組4模組5模組6模組7模組8固1光伏測試系統(tǒng)連接示意圖圖2光伏組件戶外測試平臺實(shí)物囤三實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論1發(fā)電量結(jié)果分析為便于比較，發(fā)電量都?xì)w一化到每w，即發(fā)電量／標(biāo)準(zhǔn)光譜實(shí)測功率。不同種類光伏組件的累計(jì)總發(fā)電量如圖3。由圖3可知，不同種類電池的發(fā)電特性有明顯差異，以晶體硅l為基準(zhǔn)，非

6、晶硅薄膜最高可多發(fā)電5_4％，而a(焉少發(fā)電3．8％。值得關(guān)注的是，采用不同方法制備的相同種類電池的發(fā)電量明顯不同，尤其是制備技術(shù)種類繁多且技術(shù)較新的非晶硅電池，采用傳統(tǒng)EPV技術(shù)制備的電池性能要低于其他技術(shù)，這說明非晶硅電池品質(zhì)參差不齊，更需要謹(jǐn)慎選擇。光伏組件累計(jì)發(fā)電量的差異，可能是由于不同的天氣條件引起的，因此對每月發(fā)電量進(jìn)行分析，結(jié)果如圖4。由于每月測試天數(shù)不同，將發(fā)電光伏組件累計(jì)發(fā)電量對比表1光伏組件參數(shù)表硅薄膜l單結(jié)非晶硅9597臥式單室多片硅薄膜2非晶硅／非晶硅4848立式單室多片硅薄膜3非晶硅／

7、非晶硅5052立式單室多片硅薄膜4非晶硅／非晶硅鍺，非晶硅鍺5548卷對卷技術(shù)硅薄膜5非晶硅，微晶硅120t20多室單片ClusterCIGSCIGS7575共蒸發(fā)晶體硅1多晶硅185186一晶體硅2多晶硅240242一晶體硅3單晶硅200204一[]“‘圖4硅薄膜。多晶硅和CIGS太陽電池的每瓦月發(fā)電量隨季節(jié)的變化曲線圖量歸一化到每天進(jìn)行比較，其中比值為(非薄膜l或CIGS發(fā)電量一晶體硅l發(fā)電量)／晶體硅1發(fā)電量計(jì)算得到。由圖4可知，12月～次年2月為冬季，晶體硅和CIGS的發(fā)電量高于硅薄膜，最高可多發(fā)電10

8、％，隨季節(jié)變化，差異先逐漸減小后又反向增大，在4～7月份，硅薄膜發(fā)電量高于晶體硅和CIGS，最多可達(dá)17％。同時(shí)，每種電池都在3～5月份發(fā)電量最高，這可能與該季節(jié)晴朗天數(shù)較多有關(guān)。2天氣對不同種類電池發(fā)電特性的影響(1)光輻照度對電池性能的影響對典型的兩個(gè)季節(jié)(冬季和夏季)光輻照度情況進(jìn)行分析，分別挑選1月和7月中日輻照量最高的兩天，分析輻照度對不同電池發(fā)電性能的影響。輻照度與不同電池