近期,研【yán】究员【yuán】、高级【jí】工程师、太【tài】阳能应【yīng】用专家、可再生【shēng】能源学会理事【shì】、中国新【xīn】能源标准委员会【huì】理事、中国资源综合利用协会可【kě】再【zài】生能源专业委员【yuán】会副理事长【zhǎng】、国家发展和改【gǎi】革委员会宏观经【jīng】济研究院研究【jiū】员、国务院政府特殊【shū】津贴专家王斯成【chéng】发【fā】表了《关于路线图【tú】中“能【néng】效比”(PR)指标的建【jiàn】议意见》。《意见》指【zhǐ】出,PR值是【shì】国际通【tōng】用的光伏系统【tǒng】质量评价指标,也是【shì】领跑者计划中必不可【kě】少的考核项【xiàng】,因此建议在路线【xiàn】图中保留PR值【zhí】。详情如下:
1、IEC 61724-1对于普通【tōng】 PR(Performance Ratio)有着明确的定【dìng】义【yì】:
PR=(Eac/P0)/(H/G) = 光【guāng】伏等效利【lì】用小时数/ 峰【fēng】值日照时数
还可以写成: Eac/(P0H/G) = 实发电量【liàng】/应【yīng】发电量 (比值,无量纲)
Eac/(P0H/G):运行周期交流发电量(kWh)
P0: 光伏系统直流标称功率(光伏组件标称功率之和,单位:kW )
H:运行周期光伏方阵面辐射量(kWh/m2)
G:标准测试条件辐照度,等于1kW/m2
PR的【de】物理意义是光伏系统的【de】能量效率(kWh/kWh),运行测试【shì】周期一般【bān】为【wéi】一年【nián】。
IEC61724-1 还【hái】给【gěi】出了标准PRSTC,利用最大功【gōng】率相对温【wēn】度系【xì】数对普通PR进行温度修正【zhèng】,修正到标准测【cè】试条件【jiàn】(25°C)。
2、PR值与LCOE(平准化度【dù】电成本)并不【bú】是线【xiàn】性相关,就是说【shuō】PR值高不【bú】代表LCOE一定低,例如【rú】:将10MW光【guāng】伏组件平铺在地面安装,或者朝向东安【ān】装【zhuāng】,发电量会比按照【zhào】一定【dìng】倾角向南安装的【de】光伏系【xì】统低很多,因为方阵面【miàn】接收【shōu】到的辐射【shè】量低【dī】了,因此度电成本很高,效益很差。然而【ér】,这样的系统PR值有可能很高,尽管发电量低了,但方阵面接收到的【de】辐射量也低了,比值可不一定【dìng】低【dī】。所以说,有了【le】高的PR值,度电成【chéng】本却【què】不一定低。反过来讲,PR值低,不代表发电量就低,更不【bú】代表LCOE就高。 西藏资源条件好,kW发电量高,LCOE一定低,但质量不注意,PR值【zhí】也【yě】有【yǒu】可【kě】能很【hěn】低【dī】;提高容配比和采【cǎi】用太【tài】阳跟踪【zōng】器【qì】,能够有效提【tí】高系【xì】统发电量,降低LCOE,但【dàn】却不能提高【gāo】PR,也【yě】不是提【tí】高PR的手段。
3、由于不同【tóng】地区环【huán】境【jìng】温【wēn】度不同,温升【shēng】损失也不【bú】同,因【yīn】此【cǐ】普【pǔ】通【tōng】PR只能用于比较同一地区【qū】的光伏系【xì】统质量,不能用于比【bǐ】较不同地区【qū】的光伏系统质量,也【yě】不能用【yòng】于不同季节【jiē】短期测试的PR值的比较。标准PRSTC消除了温升损【sǔn】失,因此对于不同地区的光【guāng】伏系统和不同【tóng】季节短【duǎn】期测试的PR值也具有可【kě】比【bǐ】性。温升损失不但受环境【jìng】温度的影响,也同光伏电池的【de】种类相【xiàng】关【guān】,普通晶硅电【diàn】池的功【gōng】率温度系数大约在-0.40% ~ -0.45%,NOCT45度时,温升损失大约在8% ~ 9%;HJT和【hé】薄膜【mó】电池的功率温度系数大约【yuē】在-0.20% ~ -0.25%,NOCT45度时,温升损失大约在4% ~ 5%。
4、PR是判定光伏【fú】系统【tǒng】质量好坏的【de】指标,仅限于判定【dìng】系统运行期间的可靠性和运行期间各个【gè】环节的效【xiào】率,与kW发【fā】电量和系统经济性【xìng】没有【yǒu】直接关系。影【yǐng】响【xiǎng】PR的因素包【bāo】括:光谱失配、遮【zhē】挡【dǎng】、积尘污【wū】渍【zì】、反射损失、逆变器启动阀值、组【zǔ】件【jiàn】性能【néng】衰降、串并联失配、温升损失【shī】(标准PRSTC温升损失等于零)、直流线【xiàn】损【sǔn】、MPPT效率、逆变器【qì】效率、变压器效【xiào】率、交【jiāo】流线损、设备【bèi】故障【zhàng】检修、弃光限电等,PR值还【hái】可以用上述15个效率项的【de】乘积求出,例如(普通【tōng】PR按【àn】照平均温度损失【shī】6%计算):
PR= 0.995x0.98x0.98x0.996x0.998x0.98x0.99x0.94x0.97x0.99x0.99x0.99x0.99x0.99x0.95 = 0.759
PRSTC = 0.995x0.98x0.98x0.996x0.998x0.98x0.99x0.97x0.99x0.99x0.99x0.99x0.99x0.95 = 0.808
提高PR的有效手段是【shì】提高产【chǎn】品质量,减少衰降,注意通风散热【rè】,减少【shǎo】故障,减少系统各个环【huán】节【jiē】的损失,减少【shǎo】弃光,加强维【wéi】护清【qīng】洗等。
5、PR值并不【bú】一【yī】定【dìng】随着时【shí】间的推移而提高【gāo】,如果【guǒ】严把质量关,现在就可以实现0.85的PR值,如果【guǒ】不注意质【zhì】量,2025年可能【néng】也就只【zhī】有0.75。
建议如下:
1、PR值是国际通用的光伏【fú】系统质【zhì】量评价指【zhǐ】标【biāo】,也【yě】是领跑者计划中必不可少的考核项,因此【cǐ】建【jiàn】议在【zài】路【lù】线图中保留【liú】PR值【zhí】。PR值的趋势【shì】也可以从低【dī】到高(虽然比较勉强),意味着大家【jiā】对于系统质量的重视程度逐年提高【gāo】;
2、由于中国地域【yù】辽阔,环境温度【dù】南北差【chà】异很大,不同品种的光伏电池的功率温度系数也【yě】不同【tóng】,温升损【sǔn】失的【de】变化幅【fú】度非常大,而【ér】温【wēn】度损【sǔn】失【shī】又是整个效率链中影响【xiǎng】最大的【de】环节,用一条普通【tōng】PR曲线来预测发展趋势并【bìng】不科学。建议【yì】(1)只给出标准PRSTC的一条【tiáo】发展【zhǎn】趋势曲线【xiàn】。 或者【zhě】:(2) 按照正常工【gōng】作温度NOCT 45°C(暂不考【kǎo】虑不同地域环境【jìng】温度【dù】的差异),给出普通晶硅PR和低【dī】温度系数PR值的2条发【fā】展趋势曲线(2者大约相差4%)。
3、虽然国标【biāo】GB/T 20513-2006将PR直译【yì】成“性能【néng】比”,含义模糊【hú】。由于PR的【de】物理【lǐ】意义是“能【néng】量效【xiào】率”,建议中文采用【yòng】“能效比”(kWh/kWh),也有别于逆变器和变压器【qì】的电气效率【lǜ】(kW/kW),也不建议采用领跑者计划中对于PR的称呼“系统效【xiào】率【lǜ】”(IEC对于系统效率-system efficiency另有定义);
4、在给出PR路线图【tú】趋势图的下方,建议给【gěi】出【chū】本意见中PR的【de】定义和公式【shì】。