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光伏发电的效率如何提高?影响发电效果因素有哪些?

时间:2021年06月04日 12:5:29 点击次数:974来源:原创

光伏发电系统具有清洁无污染、可持续利用的特点,越来越受到国家和各企业单位的重视。光伏电站发电量的多少很大程度上取决于所用电池板的光电转换效率。那么今天大家讲下光伏发电的效率如何提高?影响光伏发电效果因素有哪些?

光伏发电的效率

一、如何提高光伏发电的效率

1) 太阳能辐射量情况

光伏电池组件转换效率一定的情况下,光伏系统的发电量由太阳辐射强度决定。通常情况下光伏系统对太阳辐射的利用效率只有10%左右。所以要考虑到太阳能辐射强度、光谱特性,以及气候情况。

2) 光伏电池组件的倾斜角度

光伏组件的方位角一般选择正南方向,以使光伏电站单位容量的发电量最大。只要在正南±20°之内,都不会对发电量有太大的影响,条件允许的话,应尽可能偏西南20°。

3) 光伏组件效率和品质

计算公式:理论发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转化效率,这里面有两个因素电池面积和光电转化效率,转化效率对电站的发电量影响是直接的。

4) 组件匹配损失

凡是串联就会由于组件电流差异造成电流损失,凡是并联就会由于组件的电压差异造成电压损失。损失可能达到8%以上。要想降低匹配损失耗损,以提高电站发电量,要注意以下几个方面:1、减少匹配损失,尽量采用电流一致的组件串联;2、组件的衰减尽可能保持一致;3、隔离二极管。

5) 温度(通风)

有数据表明,温度上升1℃,晶体硅光伏组件组大输出功率下降0.04%。所以要避免温度对发电量的影响,保持组建良好通风条件。

6) 灰尘的损失不容小视

晶硅组件的面板为钢化玻璃,长期裸露空中,自然会有有机物和大量灰尘堆积。表面落灰遮挡光线,会降低组件输出效率,直接影响发电量。同时还可能造成组件的“热斑”效应,导致组件损坏。

7) 阴影、积雪遮挡

在电站选址过程中,一定要注意对光线的遮蔽物。避开可能产生光线遮蔽的区域。根据电路原理,组件串联时,电流是由最少的一块决定的,因此如果有一块有阴影,就会影响这一路组件的发电功率。同样,冬天的积雪要及时清除。

8) 最大输出功率跟踪(MPPT)

MPPT效率是决定光伏逆变器发电量的关键因素,其重要性远超过光伏逆变器本身的效率。MPPT效率等于硬件效率乘以App效率。硬件效率主要由电流传感器的精度,采样电路的精度来决定;App效率由采样频率决定。MPPT实现的方法有很多种,但是不管用哪种方法,首先要测量组件功率变化,再对变化做出反应。这其中的关键元器件就是电流传感器,它的精度和线性误差将直接决定硬性效率,而App的采样频率也是由硬件的精度来决定。

9) 减少线路损失

在光伏系统中,线缆占很少一部分,但是线缆对发电量的影响也不容忽视的,建议系统直流、交流回路的线损控制在5%以内。系统中的线缆要做好,电缆的绝缘性能、电缆的耐热阻燃性能、电缆的防潮防光性能、电缆芯的类型、电缆的大小规格。

10) 逆变器的效率

光伏逆变器是光伏系统的主要部件和重要组成成份,为了保证电站的正常运行,对逆变器的正确配置选型显得尤为重要。逆变器的配置除了要根据整个光伏发电系统的各项技术指标并参考生产厂家提供的产品样本手册外,一般要考虑下列几项技术指标:额定输出功率、输出电压的调整性能、整机效率、启动性能。

二、影响光伏发电的效率因素

1) 太阳高度角和地理纬度的影响

太阳高度角可以直接影响太阳的辐射强度,在纬度高的地区太阳的高度角就会越小,太阳的辐射强度就会越弱;在纬度低的地区,太阳高度角就会越大,这样太阳的辐射强度就会越强,因此在纬度低的地区,开发太阳能光伏发电更加具有可行性。

2) 大气透明度和海拔高度的影响

大气的透明度是太阳光透过大气的一个参数,在天空晴朗的时候,大气的透明度就非常的高,太阳光对于地面的辐射就会强一些,反之则少;海拔高度越高时,空气就越稀薄,大气透明度就越大。因此海拔越高,太阳辐射能量也就越大,这些地区就更加适合开发太阳能光伏发电。

3) 日照时数的影响

日照时数也是影响地面太阳能的一个重要因素。一般日照时间长,地面所获得的太阳总辐射量就多。

4) 逆变器整机效率对发电效率的影响

大功率的逆变器在满载时,效率必须在百分之九十以上。特别是在低负荷下供电时,仍须有较高的效率。逆变器效率的高低对太阳能光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要的影响。光伏发电系统专用的逆变器在设计中应特别注意减少自身功率损耗,提高整机效率。所以为了提高输出效率,并网逆变器应具有最大功率点跟踪控制功能,随时跟随太阳能辐射能力而变化。此外还能根据日出、日落条件的不同自动进行开与关。

5) 最大功率峰值跟踪对发电效率的影响

输入的直流功率取决逆变器工作在光伏阵列的电流-电压曲线上的哪一个点上。理想状态下,逆变器应工作在太阳能光伏阵列的最大功率峰值上。最大功率峰值在一天内是不同的,主要是由于环境的作用,如太阳光的辐射和温度,但逆变器通过一个具有最大功率峰值跟踪的运算器来直接与光伏阵列相连,达到能量转移的最大化。

结语

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的自然能源,我国拥有非常丰富的太阳能资源,太阳能资源丰富,而且它对环境无任何污染,解决好影响太阳能光伏发电的效率问题,使太阳能得到充分的利用,太阳能会成为满足可持续发展需求的理想能源之一。

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