从去年开始，我一直在向投资商推荐“光伏组件：逆变器=1.2:1”的方案，但大家有各种各样的顾虑，有担心“弃光”、“逆变器承受不住”，有担心电网公司对于“超发”电量不并网。为了说明这个问题，采用实际数据做了一个分析。
数据来源：中国太阳能资源最好地区之一——格尔木市
为了说清楚，先说明几个问题。
1、光伏组件的标称功率
光伏组件只有在STC条件（辐照强度是1000W/m2、温度25℃、大气压为1.5AM）时，出力才是标称功率，辐照度降低，输出功率也会降低，如下图。
辐照度与真实的功率输出虽然不完全成正比，但基本可以按比例考虑。以天合260W组件为例，在正常工作条件下（NOCT: 辐照度 800 W/m², 环境温度20°C, 风速 1 m/s），输出功率为193W，为标称功率的74.23%。为了简化计算，按成正比考虑。
条件一：输出功率与辐照度按成正比考虑。
2、全年的太阳能资源情况
上图为格尔木市的全年太阳能资源情况。可以看出，
1）资源最好的夏至日，辐照度达到1000 W/m²大约为2个小时。
2）全年平均的最大辐照度为750 W/m²左右；
3）冬至日的最大辐照度为350 W/m²左右；
利用全年数据进行分析，辐照度在950 W/m²以上时，总辐射量占全年总辐射量的5.6%。
条件二：辐照度能达到950 W/m²以上时，总辐射量占全年总辐射量的5.6%。
3、最佳倾角固定式支架的功率输出情况
采用最佳倾角固定式时，水平面辐照度与倾斜面上的辐照度是不一样的。
上图为水平面、最佳倾角时的月总辐射量数值。可以看出，
1）月总辐射量的月际变化
水平面时，各月之间的月总辐射量变化很大；
最佳倾角时，各月之间的月总辐射量变化小很多。
2）发电量最优月份
水平面时，月总辐射量最高的是6~8月份（夏季）；
最佳倾角，月总辐射量最高的3~5月份（春季），8~10月份（秋季），即春秋季的发电量会优于夏季的发电量。其中，发电量最好的是10月份。
综上所述，采用最佳倾角，实际上是牺牲了夏季的发电量，大幅提高了冬季的发电量，使全年的出力趋于平稳。
假设
则夏至日K=0.873，全年平均K=1.171，冬至日K=1.857，秋分日K=1.382。
条件三：倾斜面上辐射量与水平面上辐射量比值，夏至日K=0.873，全年平均K=1.171，冬至日K=1.857，秋分日K=1.382。
4、光伏电站的系统效率
下图为光伏电站的整体系统效率统计图。
从上图可以看出，项目的综合系统效率最高值为89%。而系统效率的损失，主要是在逆变器之前的环节造成的，逆变器之后，只有一个逆变器效率损失、箱变转换损失和交流线损。
在逆变器之前，各项效率损失应该在8%以上，即逆变器之前部分的系统效率在92%以下。
条件四：光伏组件出力的92%到达逆变器。
5、逆变器的参数
一般逆变器的最大输入功率为标称功率的1.1倍。如：500kW的逆变器，最大输入功率为550kW。
条件五：1MW逆变器的最大输入功率为1.1MW。
6、综合分析
条件一：输出功率与辐照度按成正比考虑。
条件二：辐照度能达到950 W/m²以上时，总辐射量占全年总辐射量的5.6%。
条件三：倾斜面上辐射量与水平面上辐射量比值，夏至日K=0.873，全年平均K=1.171，冬至日K=1.857，秋分日K=1.382。
条件四：光伏组件出力的92%到达逆变器。
条件五：1MW逆变器的最大输入功率为1.1MW。
基于上述条件，利用格尔木的实测数据对各环节的功率进行分析，结果如下表。
（小提示：图片横过来看清晰可见）
从上表可以看出，虽然夏至日的太阳能资源最好，但由于支架倾角的原因，秋分日光伏组件出力最好。
光伏组件的电量超发（超过逆变器出力）并未出现在辐照度最好的时候（辐照度＞1000 W/m²），而是出现在秋分日，甚至冬至日中午时的出力都超过夏至日。由于1MW逆变器的最大输入功率为1.1MW，当光伏组件：逆变器=1.2:1时，即上表中数据1.2倍，秋分日约有4h的超发；但全年平均来看，即使按1.2倍布置，平均值均不会超过1000kW。
7、小结
即使在太阳能资源最好的格尔木市，按照“光伏组件：逆变器=1.2:1”进行布置，也仅有少部分时间超发。因此，在大部分地区，采用“光伏组件：逆变器＞1：1”的设计方案是合理的，可以充分利用逆变器的容量，节省投资。
本文作者多年从事光伏电站设计，用自己多年实际工作经验为大家指明了设计方向！
索比光伏网 https://news.solarbe.com/201505/31/189993.html
数据来源：中国太阳能资源最好地区之一——格尔木市
为了说清楚，先说明几个问题。
1、光伏组件的标称功率
光伏组件只有在STC条件（辐照强度是1000W/m2、温度25℃、大气压为1.5AM）时，出力才是标称功率，辐照度降低，输出功率也会降低，如下图。
辐照度与真实的功率输出虽然不完全成正比，但基本可以按比例考虑。以天合260W组件为例，在正常工作条件下（NOCT: 辐照度 800 W/m², 环境温度20°C, 风速 1 m/s），输出功率为193W，为标称功率的74.23%。为了简化计算，按成正比考虑。
条件一：输出功率与辐照度按成正比考虑。
2、全年的太阳能资源情况
上图为格尔木市的全年太阳能资源情况。可以看出，
1）资源最好的夏至日，辐照度达到1000 W/m²大约为2个小时。
2）全年平均的最大辐照度为750 W/m²左右；
3）冬至日的最大辐照度为350 W/m²左右；
利用全年数据进行分析，辐照度在950 W/m²以上时，总辐射量占全年总辐射量的5.6%。
条件二：辐照度能达到950 W/m²以上时，总辐射量占全年总辐射量的5.6%。
3、最佳倾角固定式支架的功率输出情况
采用最佳倾角固定式时，水平面辐照度与倾斜面上的辐照度是不一样的。
上图为水平面、最佳倾角时的月总辐射量数值。可以看出，
1）月总辐射量的月际变化
水平面时，各月之间的月总辐射量变化很大；
最佳倾角时，各月之间的月总辐射量变化小很多。
2）发电量最优月份
水平面时，月总辐射量最高的是6~8月份（夏季）；
最佳倾角，月总辐射量最高的3~5月份（春季），8~10月份（秋季），即春秋季的发电量会优于夏季的发电量。其中，发电量最好的是10月份。
综上所述，采用最佳倾角，实际上是牺牲了夏季的发电量，大幅提高了冬季的发电量，使全年的出力趋于平稳。
假设
则夏至日K=0.873，全年平均K=1.171，冬至日K=1.857，秋分日K=1.382。
条件三：倾斜面上辐射量与水平面上辐射量比值，夏至日K=0.873，全年平均K=1.171，冬至日K=1.857，秋分日K=1.382。
4、光伏电站的系统效率
下图为光伏电站的整体系统效率统计图。
从上图可以看出，项目的综合系统效率最高值为89%。而系统效率的损失，主要是在逆变器之前的环节造成的，逆变器之后，只有一个逆变器效率损失、箱变转换损失和交流线损。
在逆变器之前，各项效率损失应该在8%以上，即逆变器之前部分的系统效率在92%以下。
条件四：光伏组件出力的92%到达逆变器。
5、逆变器的参数
一般逆变器的最大输入功率为标称功率的1.1倍。如：500kW的逆变器，最大输入功率为550kW。
条件五：1MW逆变器的最大输入功率为1.1MW。
6、综合分析
条件一：输出功率与辐照度按成正比考虑。
条件二：辐照度能达到950 W/m²以上时，总辐射量占全年总辐射量的5.6%。
条件三：倾斜面上辐射量与水平面上辐射量比值，夏至日K=0.873，全年平均K=1.171，冬至日K=1.857，秋分日K=1.382。
条件四：光伏组件出力的92%到达逆变器。
条件五：1MW逆变器的最大输入功率为1.1MW。
基于上述条件，利用格尔木的实测数据对各环节的功率进行分析，结果如下表。
（小提示：图片横过来看清晰可见）
从上表可以看出，虽然夏至日的太阳能资源最好，但由于支架倾角的原因，秋分日光伏组件出力最好。
光伏组件的电量超发（超过逆变器出力）并未出现在辐照度最好的时候（辐照度＞1000 W/m²），而是出现在秋分日，甚至冬至日中午时的出力都超过夏至日。由于1MW逆变器的最大输入功率为1.1MW，当光伏组件：逆变器=1.2:1时，即上表中数据1.2倍，秋分日约有4h的超发；但全年平均来看，即使按1.2倍布置，平均值均不会超过1000kW。
7、小结
即使在太阳能资源最好的格尔木市，按照“光伏组件：逆变器=1.2:1”进行布置，也仅有少部分时间超发。因此，在大部分地区，采用“光伏组件：逆变器＞1：1”的设计方案是合理的，可以充分利用逆变器的容量，节省投资。
本文作者多年从事光伏电站设计，用自己多年实际工作经验为大家指明了设计方向！
索比光伏网 https://news.solarbe.com/201505/31/189993.html
