装了光伏电站之【zhī】后【hòu】,用户最关心的问题【tí】当【dāng】然是电站收益,而【ér】电站收益【yì】究竟会有多少,那就得从电站的发电量来体现【xiàn】了,对【duì】于一年的【de】发电量究竟有多少,行业内普遍按照【zhào】系统损耗20%-25%来估算的,那【nà】这个损耗【hào】值是【shì】从哪里来【lái】的呢【ne】?

要【yào】估算【suàn】光伏电站的【de】输出电【diàn】能,还需要考虑很多的因素,有温度、灰尘和污【wū】染、遮挡、组件朝向【xiàng】和【hé】倾角、逆变器【qì】效率、线缆损耗【hào】等等的因素【sù】,光伏电站的输出是综合了以上的【de】因【yīn】素所决定的。所有的【de】这些因【yīn】素都会对光【guāng】伏【fú】电站造成或多【duō】或少【shǎo】的降额,才会导致光伏系统输出电【diàn】能的【de】损【sǔn】失,以下从五个【gè】因素的综合影【yǐng】响【xiǎng】来看看这些损失是怎【zěn】么产生的【de】,我们【men】又【yòu】该如何去减少系统损失。

 1、光伏组件的温度损耗

光伏组件工作温度【dù】对【duì】其输出功【gōng】率具有很大的影响,高工作温度会【huì】导致功率损【sǔn】耗。温度对输出的影响因【yīn】组件而不同【tóng】,可以使用组件厂【chǎng】商数据表提供【gòng】的温【wēn】度【dù】系数进行计算,组件规【guī】格书里一般都【dōu】会【huì】提供一个叫功率温【wēn】度系数【shù】的参数,这【zhè】个【gè】参数是个负值,表明组件的功率是随着温度上升而下【xià】降的, 根据这个参数可以计算出组件计及温度【dù】时【shí】的综合【hé】效率【lǜ】。

案例:河南郑州(北纬34.48,东经113.39)

组件使用晶科280W组件,组【zǔ】件最大功【gōng】率温度系数为-0.40%/℃,从【cóng】NASA的数据库可【kě】查询到河南【nán】郑州年平【píng】均环境温【wēn】度为15.3℃。

【深度解析】为什么光伏电站发电量达不到理论值?

图一,组件规格参数

 

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图二,郑州年平均气温

 

【深度解析】为什么光伏电站发电量达不到理论值?

光伏组件要注意散热,在一些【xiē】彩钢瓦【wǎ】屋顶,光伏组件和彩钢瓦不要贴【tiē】得太紧,要适当【dāng】留有【yǒu】间距,以利【lì】于【yú】组件通风散【sàn】热【rè】。有条件的地方【fāng】,还可【kě】以加风扇或者喷水雾【wù】散热。

 2、灰尘、落叶、鸟粪和其它脏污

组件【jiàn】上长期暴露在室外,时间长了会有灰尘的堆积,或者有落叶,鸟粪等等的覆盖,从而导致【zhì】组件接收的【de】光【guāng】照减弱,导【dǎo】致输出功率下降,而【ér】如果组【zǔ】件附近【jìn】有大树【shù】,烟冲【chōng】、水箱等形成遮挡【dǎng】,组【zǔ】件【jiàn】的输出功率【lǜ】会有更大的下降,这个【gè】是可以避【bì】免的;而灰【huī】尘【chén】覆盖造成的功【gōng】率损失,不同的【de】环境会有差异,灰【huī】尘大,环境质【zhì】量【liàng】差【chà】的的地方有个10%的功率损失,降雨多【duō】的地【dì】方会【huì】有【yǒu】个5%的损【sǔn】失,灰尘遮挡的【de】降额因子取值fdirty=0.95

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灰尘和污染产【chǎn】生【shēng】的降额也是不能忽视的【de】,在一些降雨少且污染严重【chóng】的地方,灰尘遮挡导致【zhì】的【de】功率【lǜ】损失【shī】是相当大【dà】的【de】,需【xū】要定期进行【háng】组【zǔ】件清洗【xǐ】,目前已经有组件清扫机器人面世(上【shàng】图左),可见组件清洗【xǐ】的重要性【xìng】。

 3、组件的朝向和倾角

组件的安装【zhuāng】,有个最佳【jiā】朝向及倾角【jiǎo】,朝向【xiàng】按北半【bàn】球【qiú】朝南,南半球朝北安装的规则,中国处于北半【bàn】球【qiú】,所以【yǐ】最佳朝向是朝南安装,倾角是根【gēn】据当地纬度确定,一般【bān】来说安装倾角按【àn】照当地纬【wěi】度值【zhí】最佳【jiā】,而【ér】偏离了最佳朝向及倾角都【dōu】会带【dài】来一定的发电量损失。

以河南郑【zhèng】州【zhōu】为例,地位【wèi】经【jīng】纬度【dù】为北纬36°,东经116°。下图给出不同朝向倾角的发电量【liàng】值,按【àn】照最【zuì】佳倾角最佳发电量的百【bǎi】分【fèn】比表示。

【深度解析】为什么光伏电站发电量达不到理论值?

上图可看出,偏离最佳角度的安装会造成不同程度的发电量损失。

另外,需要注意一点,偏离最【zuì】佳【jiā】倾角后,倾角越【yuè】低,组件的积灰更【gèng】严重,雨水冲【chōng】刷能力也会减弱,发电【diàn】量损失会比上表要稍【shāo】大【dà】。以安【ān】装在【zài】平面方位角为20°,平面倾角为40°为例【lì】,朝向【xiàng】倾角【jiǎo】引起的降额因子取值为fangle=0.98

 4、逆变器效率

逆变【biàn】器作【zuò】为光伏系统的心脏,是不不可少的【de】一个【gè】部【bù】件,逆变【biàn】器内部由【yóu】于电子【zǐ】器件和电感【gǎn】元件的【de】热损耗【hào】,也【yě】会出现功率损耗,功率【lǜ】损耗通过厂商给出的数据参数【shù】可以找到,反应到数据手册上以【yǐ】转换效率来表【biǎo】现逆变器的功率损耗【hào】。

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这个值表示的是逆变【biàn】器工作时达到【dào】的最【zuì】大【dà】效率【lǜ】值,在【zài】实际运行中,由于输入功率、负载率及输入【rù】电压的不【bú】同,也【yě】会导致不一样的【de】转【zhuǎn】换效率,这【zhè】里取逆变器【qì】损耗在4%,逆变器降额因子取【qǔ】值finv=0.96。

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此外,逆变器的效率【lǜ】还依赖本身的工作温【wēn】度,这个组【zǔ】件因温度【dù】功【gōng】率【lǜ】出现损【sǔn】坏道理【lǐ】是 一样的【de】,但是逆变器【qì】的影响相对会小一点。所【suǒ】以,逆变器室内安【ān】装的【de】话【huà】,需要安装在凉爽通风的【de】地【dì】方,室外尽量安装在【zài】背阳的地方,避【bì】开【kāi】太阳直射【shè】,尽量加装【zhuāng】遮阳的护板。

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 5、交直流电缆损耗及触点损耗

线缆【lǎn】损耗是不可避免的,但是光伏系统应该【gāi】要尽量减小这种损耗,按【àn】工程经验,直流线损按2%计取,而电站【zhàn】都采【cǎi】用就近并网【wǎng】原则【zé】,交流侧线损较小【xiǎo】,按【àn】工【gōng】程经【jīng】验,交【jiāo】流线损按1%计取,另外加上交直【zhí】流侧端子连【lián】接带来的触点损耗有【yǒu】1%的损耗值【zhí】,整体这种损耗【hào】达到5%,而这是【shì】在正常使用线缆规格及端子的情况下,如果使【shǐ】用【yòng】不符合【hé】要【yào】求【qiú】的线缆跟接线端子,可能还会带【dài】来更大损耗【hào】,甚至还会有发生火灾的【de】风险。

在光伏系【xì】统当中,直流侧要使【shǐ】用光伏【fú】专【zhuān】用电缆【lǎn】,交流侧使用【yòng】满足【zú】输出电【diàn】流的线缆,直流【liú】端【duān】子要使用厂家原装配置的MC4/H4端子。

【深度解析】为什么光伏电站发电量达不到理论值?

使用不【bú】匹配【pèi】的端子对接【jiē】、压线不【bú】紧等安装不规范的操【cāo】作都有可能导致损耗加【jiā】大,严重的【de】还会烧毁逆【nì】变器,线损及触点【diǎn】损耗的降【jiàng】额因子取值fline=0.95

【深度解析】为什么光伏电站发电量达不到理论值?

通【tōng】过上面列出【chū】的降额因子,系统损耗【hào】必须予以【yǐ】考虑,由【yóu】系统【tǒng】损耗引起【qǐ】的降额因子可通过所有降因子相乘【chéng】得到,因【yīn】此系统【tǒng】的整体【tǐ】损耗为

ftemp×fdirty×fangle×finv×fline=0.9388×0.95×0.98×0.96×0.95=0.80,对于【yú】上面【miàn】的【de】规定而言,系统效率将是【shì】80%,系统损耗为20%。

通过查询美【měi】国太空总署NASA气象数据【jù】查询网,可【kě】知道郑州在最佳倾【qīng】角处平【píng】均每天【tiān】的太【tài】阳峰时数【shù】为【wéi】4.43,该数【shù】字乘以365可确定出年【nián】辐【fú】射量为1617KWH/㎡/年。

以一套【tào】10KW电站【zhàn】为例,计【jì】及系统损耗,10KW电站一年【nián】的整体输出电能为【wéi】:1617KWH/㎡/年×10KW×0.80=12936度

 总结

以上为系统损耗的估算【suàn】方法,当然很多损耗其【qí】实都可【kě】以【yǐ】通【tōng】过一些改善措施【shī】来进行优化,从而【ér】降低这样的【de】损耗,比如安装规范化,组【zǔ】件常常进行清扫,避开【kāi】遮【zhē】挡、尽量以最佳【jiā】角度进【jìn】行组件安装等。另外还【hái】有一点【diǎn】是系统故障导致【zhì】的【de】电量损失本文并未计入,所以在系【xì】统安【ān】装时尽量选用国内【nèi】知【zhī】名品【pǐn】牌【pái】的组件及【jí】逆变器,尽量【liàng】减【jiǎn】低故障【zhàng】率,保证系统输出电能最大化【huà】。

 

 

来源:古瑞瓦特