关于光伏电站设计和设备选型的思考

来源:晶澳太阳能发布时间:2021-01-29 08:25:03

摘要:本文通过收集部分地区的辐照强度数据,介绍了地面电站光伏方阵容配比设计建议,通过设备输出性参数对比,分析了常见类型组件和逆变器的最佳容配比的设计思路。在分析对比的基础上,提出了设备选型和组件与支架匹配建议。

关键词:光伏电站;辐照强度;容配比;组件输出特性;设备选型

随着行业技术发展和进步,光伏产品类别多样,大的分类光伏组件有单面和双面产品,同时有158、166、182和210多种硅片尺寸并行,常见的支架有固定式、固定可调式,平单轴跟踪等等。多样化的气象条件也决定了电站设计的复杂性,本文通过收集的气象数据,针对组件输出特性,提出设备选型建议和系统设计建议以供同行参考。

1. 不同地理位置和采用不同支架类型组件接收到的光能量

 


 

宁夏某项目辐照强度数据 固定式支架

 


 

内蒙古某项目4月3日辐照强度数据 固定式支架

 


 

 


 

青海某项目4月7日辐照强度数据 平单轴支架

 


 

 


 

通过以上数据分析得知:1)不同区域光资源差异很大,早晨到傍晚太阳东升西落,单日内逐时辐照强度变化很大。2)不同的支架类型,光伏组件工作角度接受的辐照强度曲线也不同,平单轴支架相比固定式支架,单日内辐照强度曲线更加平缓,峰值更低,理论上来讲,不限流的情况下,平单轴可以允许更高的容配比。3)固定支架因角度固定,单日内光伏组件工作角度接收到辐照强度变化剧烈,有明显峰值;理论上来讲,全年的不同季节的最大峰值变化(辐照强度的峰值)也会很大。4)平单轴支架跟踪技术,可以使光伏组件工作角度接受的辐照强度更快的达到峰值,并且稳定住(9:00~16:00),因此组件输出功率曲线会更加平缓。5)通过对比正面和正面+背面辐照强度可得,平单轴支架正午时段(11:00~15:00),背面反射率更高,能够更好的匹配双面组件;中纬度地区(我国光资源优越的地区大部分处于中纬度)春分以后,平单轴的发电量会提升很快。

因收集的数据限制,结论难免偏颇,欢迎同行交流、指正。

2. 不同类型组件接入逆变器的直流容量对比

最大组串内组件串联数量计算公式(单面、双面均通用)

 


 

K 光伏组件的开路电压温度系数

N 光伏组件串联数(N取整)

T 光伏组件昼间环境极限低温

Vdcmax 逆变器和光伏组件允许的最大系统电压,取两者小值(直流)

Voc 光伏组件的开路电压

 


 

低辐照修正系数,通常取值为0.93,不同组件略有差异

以河北南部某项目地为例,计算结果如下:

 


 

注:M10-540为 采用182硅片540Wp产品,M12-540为采用210硅片540Wp产品

以某知名逆变器厂家3125KW产品为例,双面增益10%且无限流时,计算得出:

 

 

1)组件输出电压随辐照度变化不大,大体在0.93~1之间(不考虑温度影响);组件输出电流与辐照度成正比,双面组件时需考虑背面辐照强度增加。2)同一功率的不同类型的组件,组串内串联组件数量不同,同时输出电流不同导致并联数量不同,计算可得,不同组件接入逆变器的容量难以满足公倍数关系,因此不同类型组件的容配比必然有差异。如果不同类型组件采用同一容配比计算电站BOS等,必然与事实不符,对比结果不准确。

3. 逆变器效率

下图为某知名逆变器厂家的集中式逆变器的效率曲线

 

 

通过上面曲线可得:1)在逆变器的MPPT电压范围内,组串工作输出电压越接近1160V,逆变器效率越高。2)逆变器输出功率/额定功率≥20%,组串输入电压在1160V以上逆变器效率最优,组串输出不同电压效率基本相同无明显差异。

组串工作状态输出电压:

3.1 极端工作条件组串输出电压:

 


 

注:工作电压低辐照修正系数取值0.97;组串长度①为开路电压参照低辐照修正后计算的组串内的串联组件数量;组串长度②开路电压无低辐照修正计算的组串内串联的组件数量。

3.2 极端工作条件组串输出电压

 


 

注:组串长度①为开路电压参照低辐照修正后计算的组串内出串联的组件数量;组串长度②开路电压无低辐照修正计算的组串内串联的组件数量

通过以上测算可得,通过增加低辐照修正得出的最优组串长度(M10产品为30,M12产品为38),组串在此工作状态下输出的电压能完美匹配逆变器的最优效率,可以保证逆变器的最佳的效率状态,从未提升系统效率。如无参照低辐照修正的组串(M10产品为28,M12产品为36),其工作电压输出过低,偏离逆变器最佳效率状态,从而导致逆变器转换效率下降,降低系统效率。

4. 结论

4.1 与平单轴支架匹配时,组件工作角度全天接收到的辐照强度变化比固定式支架更低,同时,峰值辐照强度保持的小时数更长,因此在不限流或轻微限流的条件下,平单轴支架可以允许更高的的容配比。

4.2 平单轴支架成本和发电收益与组件横排和竖排关系很大,竖向排布无疑能够显著降低支架和组件成本,同时降低直流线损;另外,平单轴支架市场占比逐步增加,已成地面电站的主流,因此组件竖向排布,引出线短线的设计更适合地面电站应用。

4.3 系统设计时,结合当地的气象数据测算的组件输出参数相比标称数值更有参考意义。我国已成为全球第一大光伏市场,累计安装量也已远超其他国家,有海量光伏电站运行记录和实际观测的气象数据,及时收集和分享这些数据对我们的系统设计有重大参考意义和价值。

4.4 不同组件产品的组串功率(组件标称功率×组串内组件数量)相差很大,逆变器容量不是组串标称功率的公倍数关系,因此不同类型组件不宜采用同一容配比数值作对比计算。

 

4.5 容配比建议,通过气象数据和组件标称修正计算出组串长度(组串内串联组件数量),然后在不限流或是轻微限流时计算出并联组串数量,在此基础上计算出逆变器允许接入的直流容量和容配比。

责任编辑:qypsolarbe
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
锚定出海新标尺,通威联合编制的《一码通全球·金融助绿行——光伏组件产品数字护照(DPP)白皮书》顺利通过专家评审来源:通威股份 发布时间:2026-09-22 09:22:34

通威股份联合兴业银行成都分行发布《光伏组件产品数字护照(DPP)白皮书》,首创“金融+DPP”协同机制,系统破解欧盟ESPR等绿色贸易规则下的ESG合规、碳核算与供应链治理难题,提出“一产品一档案”落地路径与“通威实践”范式,获20余位权威专家高度评价并一致通过评审。

通威连续5年荣登《亚洲品牌500强》,继续蝉联光伏和水产两大行业全球第一来源:通威股份 发布时间:2026-09-22 09:21:37

通威集团荣登2026年《亚洲品牌500强》第115位,蝉联光伏与水产双行业全球第一;品牌价值达2756.39亿元,位列《中国500最具价值品牌》第41位。连续23年上榜,彰显其强劲品牌韧性与全球影响力。

1-8月逆变器出口数据出炉来源:光伏情报处 发布时间:2026-09-22 09:19:49

2026年1—8月,中国逆变器出口呈现“量微降、额显著增长”的特征:累计出口3416万台,同比下降2.1%;出口总额达76.3亿美元,同比增长26.1%。8月单月出口494万台、金额10亿美元,环比回升。区域分布上,欧洲以29.36亿美元居首,其中荷兰、德国等十国为最主要市场;亚太(24.38亿美元)、中东(8.2亿美元)、非洲(6.79亿美元)、拉美(5.53亿美元)和北美(2.03亿美元)依次递减。新兴市场如印度、巴西、沙特、巴基斯坦、尼日利亚及菲律宾表现突出,成为主要增量来源。分省份看,广东(27.5亿美元)、浙江(22.4亿美元)、江苏(11.9亿美元)和安徽(7.4亿美元)为前四大出口省份。

阳台光伏走红欧洲 中国企业加速跨界布局来源:中国城市报 发布时间:2026-09-22 09:10:12

本文聚焦阳台光伏在欧洲的快速兴起及其对中国企业的战略影响。受持续高企的居民电价驱动(如德国电价较2020年上涨超3倍),门槛低、审批简、即插即用的阳台光伏系统在德、荷、奥等国迅速普及,尤其契合欧洲高租房率下的家庭能源自给需求。政策松绑(如德国800瓦以下免审批、免增值税并提供补贴)进一步加速市场扩容。在此背景下,大疆、公牛、比亚迪、安克创新等中国企业跨界入局,依托品牌、渠道与消费电子能力,推动光储融合、轻量化安装与C端服务升级;传统光伏企业亦加快产品迭代。文章同时对比国内发展现状,指出其侧重工商业场景,并面临电价偏低、建筑结构限制、物业审批难及标准缺失等制约,但分时电价改革与强制性国标出台正推动行业向高质量、标准化、服务化转型。(199字)

蒙古乌兰察布集宁区启动2026第三季度一般工商业分布式光伏项目申报来源:集宁区人民政府 发布时间:2026-09-21 09:15:24

集宁区发展和改革委员会于2026年9月20日发布通知,正式启动2026年第三季度一般工商业分布式光伏发电项目申报工作。此举旨在落实国家及内蒙古自治区关于分布式光伏管理的最新政策要求,结合区域电网消纳能力,推动产业高质量发展。本季度可开发总装机容量为9939.27千瓦,项目须建在党政机关、学校、医院、工商业厂房等建筑物及其附属场所,接入电压等级不高于10千伏,单个项目容量不超过6兆瓦;运行模式可选“全部自发自用”或“自发自用余电上网”,后者要求年自发自用电量占比不低于80%。申报主体须为国内注册、具备独立法人资格且信用良好的企业,须提交规范完整的申报方案及汇总表,材料受理截止时间为2026年9月28日。

欧洲净零工业法到2030年可带动31GW光伏需求,但落地缓慢来源:TaiyangNews 发布时间:2026-09-21 09:12:09

欧洲光伏协会(SPE)最新报告指出,欧盟《净零工业法案》(NZIA)有望在2026至2030年间带动累计高达31GW的“韧性”光伏招标需求,其中2026年预计启动4–5GW,逐年增至2030年的6–8GW。该法案要求自2026年起,成员国每年至少30%或6GW的可再生能源招标须纳入供应链韧性等非价格标准。此外,公共采购与补贴政策或额外释放约78GW潜在光伏市场。然而,截至报告发布,仅6个成员国开始实施NZIA韧性规则,且执行路径差异显著——如意大利开展大规模韧性标段测试、法国设定关键部件组装地限制、奥地利提供“欧洲制造”奖励等,呈现碎片化“拼凑式”推进特征。SPE强调实施进度滞后与协调不足,呼吁强化政策一致性,并建议配套供给侧支持措施,包括加速出台《工业加速器法案》及设立产量挂钩的制造业融资机制。

最高超173%!美国敲定印度、印尼和老挝光伏双反终裁税率来源:TaiyangNews 发布时间:2026-09-21 09:01:40

美国商务部已对印度、印尼和老挝出口的晶体硅光伏电池及组件作出反倾销(AD)与反补贴(CVD)终裁,认定存在倾销行为并获得可抵消补贴。终裁税率差异显著:印度AD税率为123.04%、CVD税率为126.09%;印尼AD税率为94.36%、CVD税率介于73.2%至173.7%;老挝AD税率为65.43%、CVD税率在82.03%至153.67%之间。该调查始于2025年7月美国光伏制造与贸易联盟(AASMT)提出的“Solar IV”申诉,是继针对中国(Solar I)及柬埔寨等四国(Solar III)系列双反行动后的延续。目前措施尚未生效,须待美国国际贸易委员会(ITC)于2026年10月14日作出产业损害终裁;若结果为肯定性,商务部将于11月2日签发税令。与此同时,美方正将调查范围扩展至埃塞俄比亚等地,并同步推进多晶硅进口限制及对韩国光伏产品的新增双反申请。(199字)

福建龙岩市:建设一批零碳园区、零碳工厂 布局建设光伏和新型储能等项目来源:龙岩市人民政府 发布时间:2026-09-20 14:06:51

本文是中共龙岩市委、市政府发布的《关于构建具有龙岩特色的创新体系加快建设闽西革命老区高质量发展示范区的实施意见》,系统部署了龙岩市未来十五年(至2035年)创新驱动发展的总体目标与重点任务。文件以落实中央和省委决策部署为遵循,聚焦建设高质量发展示范区,提出构建“企业主导的技术创新”“研用结合的成果转化”“两创融合的现代化产业”“全域覆盖的数智赋能”“近悦远来的创新人才”“优质高效的创新生态”六大体系。核心举措包括:培育专精特新企业与高价值专利,攻关新材料、锂电新能源等关键技术;建设零碳园区、零碳工厂,布局光伏、抽水蓄能及新型储能项目;深化“沿海研发+老区制造”协作,推广“揭榜挂帅”“人工智能+”等机制;并配套强化人才引育、科技金融、知识产权保护等保障支撑。(199字)

美国两大光伏储能协会宣布合并!来源:TaiyangNews 发布时间:2026-09-20 09:07:46

美国太阳能工业协会(SEIA)与社区太阳能准入联盟(CCSA)宣布将于2026年10月初完成合并,整合双方团队、资源及政策倡导职能,在SEIA框架下统一运营。此次合并已获双方董事会批准,旨在构建覆盖公用事业规模、工商业、户用及社区光伏与储能全细分领域的全国性行业代表机构。SEIA此前主要服务前三大市场,而CCSA专注推动社区太阳能发展;合并后将强化对分布式能源的政策支持能力。新实体将成为美国唯一全面代表光伏与储能行业的国家级协会,致力于提升能源可及性、可负担性与电网可靠性。数据显示,2026年第二季度美国光伏新增装机11.4GW(DC),储能新增20.2GWh,二者合计占当期电网新增装机的70%。(199字)

马斯克特斯拉光伏工厂又过一关!来源:光伏见闻 发布时间:2026-09-20 09:05:30

文章介绍了特斯拉代号“Crystal Sun”的大型光伏垂直一体化工厂项目在美进展。该项目拟投资101亿美元(约680亿元人民币)于德州福特本德县,占地3050英亩,覆盖从硅锭、硅片、电池到组件的全制造链条,目标产能约100GW,远超美国当前74.1GW的在运组件总产能。技术路线锁定成熟度高、成本较低的TOPCon电池。项目落地关键在于地方税收支持,9月15日拉马尔学区已全票通过为期十年(2029–2038年)的财产税优惠协议,但尚需福特本德县设立再投资区等后续程序。特斯拉同时评估其他州选址,并已启动与中国设备厂商约29亿美元的设备采购;而同属马斯克旗下的SpaceX也在推进光伏建厂,但供应链政策与特斯拉存在差异。项目计划2026年动工、2028年完工、2029年一季度投产,目前仍处于落地前的关键谈判阶段。(199字)

变天了!光伏上了欧盟碳关税清单来源:光伏智库 发布时间:2026-09-20 08:51:57

欧盟碳边境调节机制(CBAM)拟于2028年正式扩围,首次将光伏组件、太阳能追踪器及安装支架系统等下游成品纳入征税范围。此举突破此前仅覆盖钢铁、铝等基础原材料的框架,清单产品由约200种增至457种,光伏相关品类被明确单列。纳入主因在于其大量使用高碳排的铝边框与钢支架,而现行规则下进口光伏设备无需承担相应碳成本,被指造成对欧企的不公平竞争。碳成本将通过上游原材料排放全额传导至终端产品;若企业无法提供经认可的实测排放数据,须适用远高于实际水平的惩罚性默认值。此外,CBAM同步收紧反规避规则,豁免门槛降至5吨,并要求电力碳排放核算须满足“小时级”绿电匹配等严苛条件。目前欧委会与欧洲议会仍在谈判,最终落地时间与细则尚存不确定性。