在正午12点附近,图中光伏组件的温度达到60摄氏度左右,光伏组件的输出功率大约仅有85%左右。除了光伏组件,当温度升高时,逆变器等电气设备的转化效率也会随温度的升高而降低。
温度造成的折减,可以根据光伏组件的温度系数和当地的气温进行估算。
2.不可利用太阳光
我们获得的总辐射量值,是各种辐射强度的直接辐射、散射辐射、反射辐射的总和,但并不是所有的辐射都能发电的。比如,逆变器需要再辐照度大于50W/m2时才能向电网供电,但辐照度在100W/m2以下时输出功率极低。
即使在阳光好的西部地区,这部分虽然算到总辐射量数据中、但无法利用的太阳能辐射,也能达到2~3%。
二、设备因素对系统效率的影响
我觉得设备因素是影响光伏系统效率的最主要原因。
1.光伏组件的匹配度
标称偏差也是光伏组件一个重要参数,一般±3%内是可以接受的。这说明,虽然组件的标称参数是一样的,但实际上输出特性曲线是有差异的,这就造成多个组件串联时因电流不一致产生的效率降低。目前,像天合、英利等组件厂家,一般采用正偏差来降低由于功率的不匹配性带来的损失。
2.逆变器、箱变的效率
虽然逆变器技术规格书中的欧洲效率是考虑了不同负载率后的加权转换效率,但实际使用中,很少有逆变器能达到现在普遍使用的98.5%。逆变器在DC变AC的过程中,加权效率能达到97.5%应该就不错了。
不同逆变器的MPPT跟踪效果也是不一样的。当最大功率点电压随着辐照度变化时,逆变器需要不断改变电压值以找到最大功率点电压,由于跟踪的滞后性也会造成能量损失。目前,有的逆变器厂家采用多路MPPT的方式,来减少此项损失。
在最大直流输入电压范围内,尽量的多串联组件提高电压、降低电流,可以提高逆变器的转化效率,同时降低线损。箱变将在将升压的过程中,必然会有能量损失,这项根据箱变的参数来确定,一般1.5%左右。
3.直流线损、交流线损
一个1MW单元的面积大约3.5~4公顷。要将这么大面积光伏组件发出的电送到一处地方,就需要很长的直流线路。减少线损的办法有两个:选用好的电缆,提高电压。一般情况下,直流线损可以按2~3%来估算;交流线路短,线损相对较少,一般可以按1%来进行估算。
4.设备故障
设备故障和检修时造成系统效率低的一个重要原因。下图统计了光伏电站故障原因,其中一半都是来自于设备。
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