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影響光伏發電因素

返回列表 來源: 發布日期: 2022.05.11 瀏覽次數:

     影響光伏發電因素

 

我們常常發現相同規模的兩個光伏電站其發電量卻有很大的差距為何兩個相同規模的光伏電站發電量會有所不同?在發電量為王的時代,決定光伏電站發電量的因素是什么?

一、環境因素

光伏電站是靠太陽光的輻射來發電的,所謂太陽輻射即太陽以電磁波的形式向外傳遞的能量,太陽輻射強度越大,光伏電站的發電量就越高。

  資料顯示,我國陸地面積每年接收的太陽輻射總量相當于2.4×104億噸標準煤的儲量,全國2/3以上地區年日照時數大于2000小時,太陽能資源豐富。根據太陽輻射量的不同,國家氣象局將我國地區分為I 、II、 III類資源區。其中I 、II類資源區年日照時數不低于2200小時,是我國太陽能資源較豐富的地區。

毫無疑問,太陽輻射強度的更高的地區其光伏電站的發電量會更高。所以如果兩個相同規模的光伏電站分屬不同地區,發電量肯定會有所差距,這是難以改變的環境因素。

  除了太陽能資源的差別之外,各個地區的濕度、溫度等都會影響光伏電站的發電量。近日,杜克大學基于NASAGISS的全球氣候模型數據研究發現,空氣污染中的顆粒物會降低光伏發電效率,幅度甚至可以達到17%以上。所謂空氣污染中的顆粒物,用通俗一點的話來說,就是霧霾。根據研究,霧霾的存在不但會阻礙太陽輻射光線,而且還會對太陽能光線進行吸收和散射,這會使得光伏組件接收輻射強度大大降低,從而帶來發電損失。

  根據測算,在霧霾城市,光伏電站的發電量明顯偏低。而且在霧霾嚴重的時候,光伏電站甚至無法發電!

二、質量因素

  環境因素是難以通過人力來進行改變的,一個III類資源區的光伏電站比I類資源區的電站發電量少是情有可原的。但是從硅料到組件,再從組件到電站,除了環境因素,決定光伏電站發電量的最大因素就是質量問題了。

1、光伏組件質量

作為光伏電站的核心部件,光伏組件的質量對電站的發電量起著決定性的作用。光伏組件的質量問題最終都要與使用壽命及效率掛鉤。首先,光伏組件的光電轉換效率代表著組件的發電能力,所以組件的效率越高,電站的發電量就會越高。除了效率之外,光伏組件的質量更多的體現在抗衰減、抗老化等各方面。劣質的光伏組件容易出現隱裂、背板老化等問題,一旦出現這種問題,光伏組件的效率就會大幅下降,從而導致電站的發電量低下。

光伏組件從剛生產出來到實際運用會有明顯的功率下降的現象,這是由于電池片的光致衰減所致。

光伏組件一般會經歷兩個階段的衰減,一個是初始光致衰減,一個是老化衰減。初始光致衰減即組件功率在剛開始使用時發生大幅度下降,隨后趨于穩定的現象。組件的初始光致衰減過程難以避免,目前只能通過工藝改進減弱這一效應。老化衰減便是指光伏組件在長期使用過程中出現的功率衰減,這一衰減過程的速度一般非常緩慢,主要原因在于電池片光電轉換效率的緩慢衰減,但也與封裝材料的質量有很大關系,如背板發生老化、黃變等問題,都會導致組件的輸出功率大幅受損。

  所以綜合而言,組件的質量第一看效率,第二看衰減。那效率多少才算合格?衰減多少才算正常呢?根據國家能源局、工信部以及國家認監委在今年發布的《關于提高主要光伏產品技術指標并加強監管工作的通知》,自201811日起,多晶硅電池組件和單晶硅電池組件的光電轉換效率市場準入門檻分別提高至16%16.8%。要求多晶組件一年內衰減率不高于2.5%,后續年內衰減率不高于0.7%;單晶組件一年內衰減率不高于3%,后續年內衰減率不高于0.7%。

  而這只是準入門檻而已,如何才算是優秀?由于領跑者計劃的特殊性,領跑者項目各方面都需要在行業中起到“領跑”的作用,對于組件的要求也不例外。所以如果用于非領跑者項目的光伏組件能夠接近或者達到領跑者項目的相關標準,那該光伏組件應該算是業內比較優質的組件了。根據國家能源局發布的《關于推進光伏發電“領跑者”計劃實施和2017年領跑基地建設有關要求的通知》,應用領跑者基地采用的多晶硅電池組件和單晶硅電池組件的光電轉換效率應分別達到17%17.8%以上,技術領跑基地采用的多晶硅電池組件和單晶硅電池組件的光電轉換效率應分別達到18%18.9%以上。衰減率指標要求與上述相同。

2、光伏逆變器質量

  如果將每一塊光伏組件比作小兵,那統籌所有光伏組件發電的光伏逆變器就是將軍。作為整個光伏電站的“大腦”,傳統的光伏逆變器功能是將光伏組件所發出的直流電轉變成可接入負載或者電網的交流電,并具備最大功率追蹤MPPT、孤島效應的檢測及控制等關鍵功能。但是隨著技術的發展,光伏逆變器的功能越來越趨于多樣化,如今的光伏逆變器增加了低()電壓穿越、SVG無功補償、防PID、逆變器儲能等功能。并且在保證光伏系統的安全性方面,逆變器還集成了漏電流保護、直流分量保護、絕緣阻抗檢測保護、防雷保護等多項功能?,F在的光伏逆變器已經成為了智能光伏系統解決方案的關鍵器件,結合智能光伏逆變器與大數據等手段,現在的智能光伏系統解決方案不但能夠對光伏電站的實時發電狀態進行監控,而且還能對電站可能出現的問題及時預警,并通過數據分析、智能調配等技術提高光伏電站的發電量。另外,目前光伏逆變器與儲能技術的結合也是一大熱點,光伏逆變器與儲能技術的結合可以在波谷時吸收電能,波峰時釋放電能,起到削峰填谷的作用。

所以光伏逆變器的質量對于光伏電站發電量的影響不言而喻,相同條件的兩個光伏電站,會因為使用了不同的逆變器而在發電量上有所差距。目前國內的光伏逆變器產業發展已十分成熟,市場上的光伏逆變器也開始向智能化、功能多樣化發展。在各項功能及效率等參數方面,各類型的逆變器各有優勢,關鍵在于能否根據光伏電站的特點進行對接,并完美契合光伏系統。

  對于逆變器的選擇來說,第一要看安全性,第二要看穩定性。就安全性來說,對于光伏電站的漏電保護、防雷保護等方面的性能要好;從穩定性上來說,逆變器不但要保證光伏電站向外的穩定輸出,而且在光伏電站長達25年的壽命之上,對于光伏逆變器的功能持久性以及穩定性有更高的要求。

  其余如支架、匯流箱、配電柜、電纜等配件也都是光伏電站中必不可缺的組成部分,支架的質量如果不好,電站容易在惡劣的天氣中(大風、暴雨等)受到損害。匯流箱、配電柜、電纜等配件的質量如果不好,電站就容易出現各種小問題。目前來看,質量問題是光伏電站發電量低下的主要原因之一,全國各地區的戶用光伏市場剛剛興起,市場標準與監管嚴重缺失,導致劣質產品流入市場,使得電站的發電量不盡如人意。對此,各地方政府應該加強監管力度,完善標準與規范,讓老百姓能夠裝上質量有保障的光伏電站。

三、人為因素

  除了以上因素之外,光伏電站從開始建設到后期運維,其最終的發電量都會受到人為因素的影響。比如對于非屋頂光伏電站來說,首先要注意的就是光伏電站的選址問題,選址如果不好,對電站的安全性、后期的運維等都會造成困擾。選址完成之后,光伏電站的設計、采購和施工建設等因素將直接影響光伏電站的整體質量。比如需要確定組件的最佳安裝角度,以獲得最大的太陽輻射;比如需要根據實際情況完善組件的串并聯設計,以及避免前后組件的遮擋等。這些是電站在建設過程中需要注意的問題,如果是一個不夠專業的團隊,在電站安裝過程中沒有進行科學的配備和合理的設計,那光伏電站的各部件質量再好,也無法具備高發電量。

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