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百科 | 光伏电站如何提高发电量

发布时间:2024/6/17 14:18:02 浏览次数:0

光伏电站建设目的是获取最大的收益,由于上网电价或光伏补贴均以发电量为挂钩,与发电量成正比,因此,提高光伏电站的发电量是提高经济益的根本途径。但建设光伏电站,要获得较高的发电量,就需要对影响光伏发电的一些因素进行屏蔽,或消除或减少其影响,尽量争取最大的发电量,以提高经济效益。

  一、 太阳辐射量的大小

太阳辐射的高低,对发电量有着决定性的影响。因此,建设光伏电站首先宜选择太阳幅射大的地区建设光伏电站。

太阳能电池组件是将太阳能转化为电能的装置,光照辐射强度直接影响着发电量。各地区的太阳能辐射量数据可以通过 NASA 气象资料查询网站获取,

也可以借助光伏设计软件例如 PV-SYS、RETScreen 得到。


二、 光伏组件的排列方向

在设计时,变竖向布置为横向布置,能够显著提高发电量。

在光伏电站的设计中,光伏组件的放置有两种设计方案:横向布置和竖向布置。光伏组件的这"一横和一竖"排列,对发电量的影响太大了!

  三、 阵列间距的影响

增大阵列间距能够显著增加发电量。

在电站设计过程中,阵列间距是非常重要的一个参数。我们为了减少占地面积,阵列间的间距往往设计的有些过小,即使按照规范设计也会如此,主要原因是没有考虑光伏电站设计与实际发电时的阵列间光伏组件造成的太阳阴影的实际影响,在早晚前后光伏组件必然会有遮挡,造成发电量损失。

  四、 光伏组件增加旁路二极管

热斑效应:一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件,将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量,被遮蔽的太阳电池组件此时会发热,这就是热斑效应。

这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量,都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏,最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管,以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。因此,旁路二极管的作用就是:当电池片出现热斑效应不能发电时,起旁路作用,让其它电池片所产生的电流从二极管流出,使太阳能发电系统继续发电,不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。

  五、 太阳能电池组件的倾斜角度

让光伏组件尽量吸收太阳幅射,是光伏电站保证发电量的必须要考虑的因素。因此,光伏组件的倾斜角度,对发电量影响较大。

从气象站得到的资料,一般为水平面上的太阳辐射量,换算成光伏阵列倾斜面的辐射量,才能进行光伏系统发电量的计算。最佳倾角与项目所在地的纬度有关。

一般情况下的经验数据如下:

a) 纬度 0°~25°,倾斜角等于纬度

b) 纬度 26°~40°,倾角等于纬度加 5°~10°

c) 纬度 41°~55°,倾角等于纬度加 10°~15°

  六、 太阳能光伏组件的转化效率

太阳能光伏组件质量良莠不齐,不要因贪小便宜采购质量差的光伏组件,造成发电量的损失,因小失大。

  七、 系统损失

1) 自然老化对发电量的长期影响

设备的自然老化对发电量的影响是长期的,在全寿命的电站中一直拖累发电量,光伏电站在长达 25 年的寿命周期中,组件效率、电气设备的元件性能会逐步降低,发电量随之逐年递减。

2) 设备采购质量的长期影响。

光伏组件、逆变器、电缆等的质量问题,建设光伏电站要考虑全寿命成本与收益,建设时节约了,运营期的损失会更大,发电收益减少的也就越大。

3) 系统布局、线路布置、灰尘、串并联损失、线缆损失等多种因素。

凡是串联就会由于组件的电流差异造成电流损失;并联就会由于组件的电压差异造成电压损失;而组合损失可达到 8%以上,中国工程建设标准化协会标准规定小于 10%。

因此为了减低组合损失,应注意:

a) 应该在电站安装前严格挑选电流一致的组件串联。

b) 组件的衰减特性尽可能一致。

光伏电站的财务模型中,系统发电量一般按三年递减约 5%,20 年后发电量递减到 80%考虑,这部分损失若能减小,将会是巨大的收益。

  八、 遮挡损失

1) 灰尘遮挡

在运营期,在所有影响光伏电站整体发电能力的各种因素中,灰尘是第一大杀手。

灰尘光伏电站的影响主要有:通过遮蔽达到组件的光线,从而影响发电量;影响散热,从而影响转换效率;具备酸碱性的灰尘长时间沉积在组件表面侵蚀板面造成板面粗糙不平,有利于灰尘的进一步积聚,同时增加了阳光的漫反射。

2) 阴影、积雪遮挡

根据电路原理,组件串联时,电流是由最少的一块决定的,因此如果有一块有阴影,就会影响这一路组件的发电功率。

在分布式电站中,周围如果有高大建筑物,会对组件造成阴影,设计时应尽量避开。

当组件上有积雪时,也会影响发电,必须尽快扫除。

所以组件需要不定期擦拭清洁,在维护光伏电站时,根据光伏电站的建设布局,主要考虑布置洒水车、人工清洁、机器人三种清洁方式。及时清扫,让光伏组件天天"净面",是提高发电量的首要考虑,特别是在运营期间,制定定期保洁机制很重要。

九、 温度对发电量的影响

光伏组件发电时对温度有一定的要求,这就是光伏组件的温度特性。

温度上升 1℃,晶体硅太阳电池:最大输出功率下降 0.04%,开路电压下降 0.04%(-2mv/℃),短路电流上升 0.04%。

为了减少温度对发电量的影响,应该保持组件良好的通风条件。

  十、 线路、变压器损失

系统的直流、交流回路的线损要控制在 5%以内。为此,设计上要采用导电性能好的导线,导线需要有足够的直径。系统维护中要特别注意接插件以及接线端子是否牢固。

十一、 逆变器效率

逆变器由于有电感、变压器和 IGBT、MOSFET 等功率器件,在运行时,会产生损耗。一般组串式逆变器效率为 97-98%,集中式逆变器效率为 98%,变压器效率为 99%。