影响光伏电站发电量的因素浅析及发电量的估算

来源:丽瀑能源发布时间:2014-06-23 10:25:50
光伏电站发电量计算方法是理论年发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转换效率。但由于各种因素的影响,光伏电站发电量实际上并没有那么多,实际年发电量=理论年发电量*实际发电效率。那么影响光伏电站发电量有哪些因素?以下是丽瀑能源工程技术(上海)有限公司结合日常的项目设计以及施工经验,给大家讲一讲分布式电站发电量的一些基础常识。

1、 太阳辐射量

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。

2、 太阳能电池组件的倾斜角度

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。大致经验值如下:

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°

专业软件RETScreen得到的不同倾角光伏阵列太阳能辐射见下图:


由上可得出倾斜角为25°和5°时,倾斜面上的年太阳能辐射量。

3、 太阳能电池组件转化效率

4、 系统损失

和所有产品一样,光伏电站在长达25年的寿命周期中,组件效率、电气元件性能会逐步降低,发电量随之逐年递减。除去这些自然老化的因素之外,还有组件、逆变器的质量问题,线路布局、灰尘、串并联损失、线缆损失等多种因素。

一般光伏电站的财务模型中,系统发电量三年递减约5%,20年后发电量递减到80%。


4.1组合损失

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:

  1)应该在电站安装前严格挑选电流一致的组件串联。

  2)组件的衰减特性尽可能一致。

4.2灰尘遮挡

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。所以组件需要不定期擦拭清洁。

现阶段光伏电站的清洁主要有,洒水车,人工清洁,机器人三种方式。

4.3 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。

4.4 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

4.5 逆变器效率

4.6 阴影、积雪遮挡

排间距的计算原则是组件应在冬至日9-15(真太阳时)点间无遮挡。遮挡和积雪对系统发电量影响很大。

例:某项目发电量的计算

1、公式计算

发电量Q= Sarea×Rβ×ηsystem×ηmodule

式中:

Sarea—方阵总面积㎡;

Rβ—倾斜方阵面上的太阳总辐射量KWh/㎡;

ηsystem—并网光伏系统发电效率

ηsystem =K1•K2•K3•K4•K5

各分项系数建议值如下:

K1——光电电池长期运行性能修正系数,K1=0.86

K2——灰尘引起光电板透明度的性能修正系数,K2=0.9

K3——光电电池升温导致功率下降修正系数,K3=0.9

K4——导电损耗修正系数,K4=0.95

K5——逆变器效率,K5=0.95

ηmodule—太阳电池组件转化效率。

可得出某270KWp系统年发电量(Rβ取倾角25°):

Q= Sarea×Rβ×ηsystem×ηmodule

=1939×1710×0.86×0.9×0.9×0.95×0.95×0.14073

=29.34万度

即系统首年每W每年约发1.086度电。


2、设计软件

以PV-SYST为例计算丽瀑能源工程技术(上海)有限公司设计承建的上海松江4.8KW项目发电量。




经PV-SYST建模后得到发电量如下:




可知系统首年发电量为5463度,平均每W每年发电1.138度电。

实际发电量情况如下:




自2014年年初至6月17日,共170天(其中系统工作141天)发电2270度电。每天约可发16.3度电,按照比例估算年发电量可达到5956度,稍大于PV-SYST计算的5463度。

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