解析光伏电站的系统效率影响因素有哪些?

来源:智汇光伏发布时间:2016-11-28 09:02:23

光伏电站的发电量由三个因素决定:装机容量、峰值小时数、系统效率。当电站的地点和规模确定以后,前两个因素基本已经定了,要想提高发电量,只能从“系统效率”上下功夫了!

随着光伏电站整体设计、施工、运维技术水平的提高,光伏电站的效率也在不断提高。下表是国外机构的一个统计结果。

光伏

从这张表中可以看出,虽然不同国家的水平会有所差异,但随着技术的进步和经验的积累,在世界范围内,光伏电站的系统效率是不断提升的。我国的光伏电站基本都是2010s建成地,理论上,80%的系统效率应该是一个平均水平。

然而,大量的实际调研数据证明,我国建成的光伏电站的系统效率都处于一个非常低的水平。分布式电站由于之前大部分是以金太阳工程的形式建设的,装有防逆流装置,弃电情况较多,暂不讨论;据介绍,我国西部大型地面电站的平均系统效率仅能达到74%左右。

哪些因素影响了电站的系统效率,动了我们的发电量?我把这些因素分为三类:自然因素、设备因素、人为因素。

先看一下光伏电站的发电过程。

光伏

一、自然因素对系统效率的影响

1、温度折减

对系统效率影响最大的自然因素应该是温度。温度系数是光伏组件非常重要的一个参数。一般情况下,晶硅电池的温度系数一般是-0.35~-0.45%/℃,非晶硅电池的温度系数一般是-0.2%/℃左右。而光伏组件的温度并不等于环境温度。下图就是光伏组件输出功率随组件温度的变化情况。

光伏

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

设备因素应该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。另外,一个500kW的逆变器,要跟踪大约100路组串的MPPT,组串之间的差异会影响跟踪的精度。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。

多组数据表明,采用不同品牌、标称转化效率相同的逆变器,其发电量能相差5~10%!

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。

光伏

三、人为因素对系统效率的影响

1、设计不当

设计不当造成发电量损失最严重的一项就是“间距设计不当”。由于目前光伏电站大都采用竖向布置,下沿的少量遮挡往往会造成整个组串输出功率极具下降。据统计,在一些前后间距偏小的电站,前后遮挡造成的发电量损失甚至能达到3%。另外,山地电站除了考虑前后遮挡以外,还要考量东西方向高差所带来的遮挡。在坡度比较大,而东西间距较小的电站,此项折减可达到2%。

除了间距以外,我还经常看到在光伏电站场区内,设计有较高的建(构)筑物,对周围的光伏阵列造成遮挡。

2、清洁不及时

在西北地区,一次沙尘暴可能会造成发电量直接降低5%以上;在东部,严重的雾霾天气时光伏电站几乎没有出力。下图是清洗前后光伏电站的出力对比。

光伏

可以看出,辐照度越大、阳光的穿透力越强,灰尘造成的损失越少。

除了灰尘,积雪如果不及时清除,也会对发电量造成较大的损失。

除了上述原因以外,光伏组件的衰减过快也是造成发电量达不到预期的重要原因。一般厂家承诺头两年衰减不超过2%,10年不超过10%,25年不超过20%。10年和20年的情况我不清楚,据了解,头两年衰减在2%的光伏组件比较少。




四、总结

总结一下,光伏电站系统效率损失的原因可以归纳成以下几条:

自然原因:温度折减、不可利用太阳光;

设备原因:光伏组件的匹配度、光伏组件衰减速度超出预期、逆变器和箱变的效率、直流线损、交流线损、设备故障

人为原因:设计不当、清洁不及时。

光伏

索比光伏网 https://news.solarbe.com/201611/28/104897.html
责任编辑:maning
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
全球漂浮式光伏系统领导者:阳光水面光伏的领跑之道来源:投稿 发布时间:2026-03-19 14:08:00

阳光水面光伏在这一领域拥有毋庸置疑的领先优势。2020年,阳光水面光伏成为全球首个GW级水面光伏系统供应商。结语漂浮式光伏正迎来前所未有的发展机遇。

晶科能源申请太阳能电池及其制备方法专利,提升太阳能电池的光电转换效率来源:金融界 发布时间:2026-03-13 09:48:47

国家知识产权局信息显示,晶科能源(海宁)有限公司申请一项名为“太阳能电池及其制备方法、叠层电池、光伏组件”的专利,公开号CN121646059A,申请日期为2026年2月。本申请实施例提供的太阳能电池至少可以提高太阳能电池的光电转换效率。

中国电建承建的坦桑尼亚首个光伏电站全容量并网来源:国资委网站 发布时间:2026-03-11 08:59:41

近日,中国电建承建的坦桑尼亚首个光伏电站——希尼安加50兆瓦光伏项目全容量并网发电,对促进该国电力结构多元化,推进当地清洁能源行业发展具有里程碑意义。作为坦桑尼亚首个光伏电站项目,该工程从设计、建设到调试并网全过程备受关注。项目投产后,年均发电量约7200万千瓦时,每年可减少二氧化碳排放约5.7万吨,可有效缓解坦桑尼亚西北部地区电力短缺问题,改善居民用电和生活质量,促进当地经济发展。

投运!中企在南非建成的单体最大光伏电站来源:中国能建国际集团、葛洲坝电力公司 发布时间:2026-03-10 07:23:36

当地时间3月4日由中国能建国际集团、葛洲坝集团联营体承建的南非莫伊240兆瓦光伏项目正式进入商业运行阶段这是中企在南非建成的单体规模最大光伏电站标志着中南清洁能源合作再添重要成果项目坐落于南非北开普省Noorport地区,核心建设内容涵盖240兆瓦光伏发电场,以及配套的升压变电站、开关站和输电线路等全套工程设施。

一降一升!中印光伏组件系统成本走势分化来源:PV光圈见闻 发布时间:2026-03-05 09:30:16

采用印度组件的项目成本环比持续下降,而采用中国TOPCon组件的系统成本则环比上升。Mercom表示,尽管与部分中国组件类别相比,印度组件系统的季度降幅更大,但基于印度组件的系统总体运营成本仍结构性较高。同比来看,符合DCR要求和不符合DCR要求的印度单晶PERC系统成本分别下降2.7%和7.9%,不过与国内制造和DCR合规相关的成本溢价依然存在。这一微小降幅反映出逆变器组件供应条件稳定,价格波动有限。

光伏电站增效关键,深圳安泰科如何用科学的间距设计让“光伏+”实现双赢?来源:安泰科能源股份 发布时间:2026-03-03 15:11:09

柔性支架的前后间距设计,影响着光伏电站全生命周期效益。深圳安泰科柔性支架通过科学严谨的间距设计,有效降低遮挡损耗,显著提升组件发电效率与土地利用率,同时针对“光伏+”多元场景实现精准适配,真正实现发电与产业的协同共赢。深圳安泰科以精细化设计,让每一寸土地发挥最大价值,用专业技术助力光伏项目降本增效,推动清洁能源与农业、渔业深度融合,为光伏产业高质量发展注入持久动力。

柔性支架黑科技,“零挠度”如何带来系统性的效率与安全提升来源:安泰科能源股份 发布时间:2026-03-03 15:06:13

▲深圳安泰科柔性支架在各类地形下的应用但在实际应用中,组件“下挠”成为柔性支架不可忽视的一个问题,既影响发电效率,也暗藏组件隐裂等安全隐患。目前多数柔性支架无法实现零挠度,尤其在大跨度项目中,跨度越大,挠度问题越突出。组件下挠会降低支架抗风性能,零挠度设计可有效增强支架抵抗负风压能力,抑制风致振动,避免组件隐裂、损坏等安全隐患。

34.2%!叠层光伏组件新效率纪录,适用太空等领域来源:PV光圈见闻 发布时间:2026-02-24 10:44:17

日前,德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所的研究人员宣称,叠层光伏组件创下两项新的效率纪录。弗劳恩霍夫太阳能系统研究所项目负责人劳拉·史蒂文斯手持一块创下34.2%效率纪录的III-V族锗组件。研究人员称,其中一块III-V族锗组件实现了34.2%的效率,成为全球效率最高的组件。弗劳恩霍夫太阳能系统研究所表示,第二项纪录是在一块III-V族硅光伏组件上实现的,其效率达到了31.3%,创下了同类别产品的记录。

运行40年的光伏组件,发电效率仍能维持80%!来源:国际能源研究中心 发布时间:2026-02-03 09:10:42

近日,瑞士一项最新研究显示,上世纪八九十年代安装的太阳能组件在运行近四十年后,多数仍能维持80%以上的初始发电效率,远超业界通常的25年质保期限。瑞士南方应用科学与艺术大学领衔的研究团队,对1987年至1993年间安装的六套光伏系统进行了长期追踪。这些系统持续运行至今,为研究提供了数十年的性能监测数据。

27.87%!光因再破单结钙钛矿电池效率天花板来源:光伏前沿 发布时间:2026-01-26 09:17:45

光因科技此次突破,不仅大幅拉开了与晶硅技术的差距,更为全钙钛矿叠层电池突破35%的转换效率预留了充足空间。

牛津光伏:计划到2028年实现钙钛矿叠层组件效率达27%、寿命达20年的目标来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-01-19 09:23:53

近日,钙钛矿太阳能光伏领先公司牛津光伏(Oxford PV)表示,随着可靠性和光电转换效率的持续提升,计划于2028年将其钙钛矿/晶硅叠层太阳能组件产品实现批量化生产。

新闻排行榜
本周
本月