导读:装了户用光伏电站之后【hòu】,用户最关心的问【wèn】题【tí】当然是【shì】电站收益,而电站收益究【jiū】竟会有多少,那就得【dé】从电站的【de】发【fā】电【diàn】量来体现了,对【duì】于一年的【de】发【fā】电量究竟有多少,行业内普遍按照系统损耗20%-25%来估算【suàn】的,那这个【gè】损耗值【zhí】是从哪【nǎ】里来的呢?

要估算光伏电站的输【shū】出电能,还【hái】需要考虑很【hěn】多的因素,有【yǒu】温【wēn】度、灰尘和污染、遮挡、组【zǔ】件朝向和倾角、逆【nì】变【biàn】器效率、线缆损耗【hào】等等的因素,光伏电站【zhàn】的输出是综合了以【yǐ】上的因素所决定的。所【suǒ】有的这些【xiē】因素都会对光伏电站造【zào】成或多【duō】或少的降额,才会【huì】导致光伏系统【tǒng】输【shū】出电【diàn】能的损失,以【yǐ】下从五个【gè】因素的综合【hé】影响来看看这【zhè】些损失是怎么【me】产生的,我们又该如【rú】何去减少系【xì】统损失。

1、光伏组件的温度损耗

光伏组件工作温度对【duì】其输出功【gōng】率具有很大的影响【xiǎng】,高工作温度会导【dǎo】致功【gōng】率损耗。温度对输【shū】出【chū】的影【yǐng】响【xiǎng】因组件而不同,可【kě】以【yǐ】使用组件【jiàn】厂【chǎng】商数据【jù】表提供的温度【dù】系数进行计算,组件规格书里一般都会【huì】提供【gòng】一个叫功率温度系数的【de】参数,这个参数是【shì】个负值,表明组件的【de】功率是随【suí】着【zhe】温度上升而下降【jiàng】的, 根【gēn】据【jù】这个参数可以计算出组件计及温【wēn】度时的综合效率。

案例:河南郑州(北纬34.48,东经113.39)

组件使用280W组件,组【zǔ】件最大功【gōng】率温度系数【shù】为-0.40%/℃,从NASA的数据库可查询【xún】到河南郑【zhèng】州年平均【jun1】环【huán】境温度为15.3℃。

分析:光伏发电损耗从何而来

图一 组件规格参数

分析:光伏发电损耗从何而来

图二 郑州年平均气温

分析:光伏发电损耗从何而来

光伏组件要注【zhù】意散热【rè】,在一些彩【cǎi】钢瓦屋顶【dǐng】,光伏组件【jiàn】和彩钢瓦不要贴【tiē】得太紧,要【yào】适当留有间距,以利于【yú】组【zǔ】件通风散热。有条件的地【dì】方,还可以【yǐ】加风扇或者喷【pēn】水【shuǐ】雾散热。

2、灰尘、落叶、鸟粪和其它脏污

组件【jiàn】上长【zhǎng】期暴露在室外,时间长了会有灰尘的【de】堆积,或者有落【luò】叶,鸟粪等等的覆盖,从而导致组件接收的光【guāng】照减弱,导【dǎo】致输出【chū】功率下降,而如果【guǒ】组件附近有大树,烟【yān】冲、水箱等【děng】形成遮挡,组件【jiàn】的输出功率会【huì】有更大的下【xià】降【jiàng】,这个是可以避免的【de】;而【ér】灰尘覆盖造成【chéng】的功率损【sǔn】失,不【bú】同的环境会有差异,灰尘大,环境质量差【chà】的【de】的地方有个10%的功率损失,降雨多的【de】地【dì】方会有个【gè】5%的损失,灰尘遮【zhē】挡的降额因【yīn】子取值fdirty=0.95

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灰尘和污【wū】染产【chǎn】生的降额也是不能忽视的,在【zài】一些【xiē】降雨少且污【wū】染【rǎn】严重的地【dì】方,灰尘【chén】遮【zhē】挡导致的功率【lǜ】损失【shī】是相当大的,需要定期【qī】进【jìn】行组件清洗【xǐ】,目前【qián】已经有组件清扫机器人面世【shì】(上图左),可见组件清洗的重【chóng】要性。

3、组件的朝向和倾角

组件的安装,有个最佳朝【cháo】向及【jí】倾【qīng】角,朝向按北半球朝【cháo】南,南半球朝北安装【zhuāng】的规则,中【zhōng】国处于北半球【qiú】,所以最【zuì】佳朝【cháo】向是朝南安装,倾角是根【gēn】据【jù】当地【dì】纬度【dù】确定,一般来说【shuō】安装倾角按照当地纬度值【zhí】最【zuì】佳,而【ér】偏离了【le】最【zuì】佳朝向及倾角都会带来一定的发电量损失。

以河南郑州为【wéi】例,地位经纬度为北纬36°,东经【jīng】116°。下图【tú】给【gěi】出【chū】不同【tóng】朝向倾【qīng】角的发电量【liàng】值,按照最佳倾角最佳发电【diàn】量的百分比表示。

分析:光伏发电损耗从何而来

上图可看出,偏离最佳角度的安装会造成不同程度的发电量损失。

另外,需要【yào】注意一点,偏离【lí】最佳倾角后,倾角越低【dī】,组件的积灰【huī】更严重,雨水冲刷【shuā】能力也会【huì】减【jiǎn】弱,发电量损失【shī】会【huì】比上【shàng】表要稍大。以安装在平【píng】面方位角为【wéi】20°,平【píng】面倾角为40°为例,朝向倾角引起的【de】降【jiàng】额因子取值为【wéi】fangle=0.98

4、逆变器效率

逆变器作为【wéi】光伏系统的心脏,是不不可少【shǎo】的一【yī】个【gè】部件,逆变器内部由于电【diàn】子器件和电【diàn】感元件的热损【sǔn】耗,也会【huì】出现功率损【sǔn】耗,功率损耗通过【guò】厂商给出的数据参【cān】数可以找到【dào】,反应到数【shù】据手册上【shàng】以转换效【xiào】率来表现逆变器【qì】的功率【lǜ】损【sǔn】耗。

分析:光伏发电损耗从何而来

这个【gè】值表示的是【shì】逆【nì】变器工作时达到的最大效率【lǜ】值【zhí】,在实际运行中,由于【yú】输入功率、负【fù】载率及【jí】输【shū】入【rù】电压的不同,也【yě】会导致不一【yī】样的【de】转换效率,这里取逆变【biàn】器损耗在4%,逆变器降额因子【zǐ】取值finv=0.96。

分析:光伏发电损耗从何而来

此外,逆变器的效率还依赖本身的工作温度,这个组件【jiàn】因【yīn】温【wēn】度功率出现损坏道【dào】理是 一样【yàng】的,但【dàn】是逆变器的影响相对会小【xiǎo】一点。所【suǒ】以,逆【nì】变器室内安装的话,需要安装【zhuāng】在凉【liáng】爽通风的【de】地方,室【shì】外尽【jìn】量【liàng】安装在背【bèi】阳的地【dì】方,避开太阳直射,尽【jìn】量加装【zhuāng】遮阳的护板。

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5、交直流电缆损耗及触点损耗

线缆损耗是不可避免的【de】,但是【shì】光【guāng】伏系统应该要尽【jìn】量减【jiǎn】小这【zhè】种损耗,按工程经验【yàn】,直流线损【sǔn】按2%计取,而【ér】电站都采用就近并网【wǎng】原则,交流侧线损【sǔn】较【jiào】小,按工程经验【yàn】,交流线损按1%计取,另【lìng】外加上交【jiāo】直【zhí】流【liú】侧【cè】端子连接【jiē】带来的触点损耗有1%的损耗值,整体这种【zhǒng】损耗达【dá】到5%,而这是在正常使【shǐ】用线【xiàn】缆规格及端子的情况下,如果【guǒ】使用不符【fú】合要求的线缆跟【gēn】接线端子【zǐ】,可能还会带来更【gèng】大损耗,甚【shèn】至还会有发生火灾【zāi】的风险。

在光伏系统【tǒng】当【dāng】中,直流侧要使用【yòng】光伏专用电缆,交【jiāo】流侧使用满足输出电流的线缆,直【zhí】流端子要使用【yòng】厂【chǎng】家原装【zhuāng】配置【zhì】的MC4/H4端子。

分析:光伏发电损耗从何而来

使用不匹配的端子对【duì】接、压【yā】线不紧等安装【zhuāng】不规范【fàn】的【de】操作【zuò】都有可能导致【zhì】损耗加大,严重的还会烧毁逆变器,线损【sǔn】及【jí】触点损耗的降额因【yīn】子取【qǔ】值fline=0.95。

分析:光伏发电损耗从何而来

通过上面列出【chū】的【de】降额因子,系统损耗必须予以考虑,由系【xì】统损耗引起的降额因子可通【tōng】过所有降【jiàng】因【yīn】子相乘得到【dào】,因【yīn】此系统【tǒng】的整体【tǐ】损【sǔn】耗【hào】为ftemp×fdirty×fangle×finv×fline=0.9388×0.95×0.98×0.96×0.95=0.80,对于上面的规定而言,系统效【xiào】率将是80%,系【xì】统损耗为20%。

通过查询美【měi】国太【tài】空总【zǒng】署NASA气【qì】象数据查询网,可知道郑州在最佳倾角处平均【jun1】每天的太阳【yáng】峰时数【shù】为【wéi】4.43,该数字乘以365可【kě】确定出年辐射【shè】量为【wéi】1617kWh/㎡/年。

以【yǐ】一【yī】套10kW电站为例,计【jì】及系【xì】统损耗,10kW电【diàn】站一年的整体输出电能为:1617kWh/㎡/年×10kW×0.80=12936度.

总结

以上为系【xì】统损【sǔn】耗的估算【suàn】方法,当然很多损耗其实都可以通过一些【xiē】改善措施来进行【háng】优化,从而降低这【zhè】样的【de】损耗,比如安装规范【fàn】化,组件常【cháng】常进行清扫,避开遮挡、尽【jìn】量以【yǐ】最佳角度进行【háng】组件安装等。另外还有一点是系【xì】统【tǒng】故【gù】障【zhàng】导致的【de】电量损失本【běn】文并未计入【rù】,所以在系统【tǒng】安【ān】装时尽量选用知名品【pǐn】牌光伏电站整体系统【tǒng】,尽量减低故障率,保证系统输出电能【néng】最大【dà】化。

来源:光伏能源圈