近期,研究员、高级工程师【shī】、太阳能【néng】应用专家、可再【zài】生能源学会理【lǐ】事、中【zhōng】国【guó】新能源标准委员会理事、中国资源综合【hé】利用协会可再生【shēng】能源专业委员会副理【lǐ】事长【zhǎng】、国家发展和改【gǎi】革委员会宏观经济研究院【yuàn】研究员、国务院政府特【tè】殊【shū】津贴专家王斯【sī】成发【fā】表【biǎo】了《关于路【lù】线图中“能效比”(PR)指标的【de】建议意见》。《意见》指出,PR值是国际通用【yòng】的光伏系统质量评价指标,也是领跑者【zhě】计划中必不可少【shǎo】的考核项,因【yīn】此建议在路线图中保留【liú】PR值。详情如下:
1、IEC 61724-1对【duì】于普【pǔ】通 PR(Performance Ratio)有着【zhe】明确的定义:
PR=(Eac/P0)/(H/G) = 光【guāng】伏【fú】等效利用小时数/ 峰值日照【zhào】时数
还可以写成: Eac/(P0H/G) = 实发电量【liàng】/应发【fā】电量 (比值,无量【liàng】纲)
Eac/(P0H/G):运行周期交流发电量(kWh)
P0: 光伏系统直流标称功率(光伏组件标称功率之和,单位:kW )
H:运行周期光伏方阵面辐射量(kWh/m2)
G:标准测试条件辐照度,等于1kW/m2
PR的物【wù】理意义是光伏【fú】系统的能量【liàng】效率(kWh/kWh),运行测试周期一般为一【yī】年。
IEC61724-1 还给出了标准【zhǔn】PRSTC,利【lì】用最大【dà】功率相对温度系【xì】数对【duì】普通PR进行温度修正,修【xiū】正【zhèng】到标准测试条件(25°C)。
2、PR值与LCOE(平准【zhǔn】化度电成本【běn】)并不是线【xiàn】性【xìng】相【xiàng】关,就【jiù】是说【shuō】PR值【zhí】高不代表LCOE一定低,例如:将10MW光伏组件平铺【pù】在地面安装,或者朝向东【dōng】安装,发电量【liàng】会【huì】比按照一定倾角向南【nán】安装的光伏系【xì】统【tǒng】低很多,因为方阵【zhèn】面接收到的辐射量低了,因此度电成本很高【gāo】,效益【yì】很【hěn】差。然而,这样【yàng】的系【xì】统PR值【zhí】有可能很高,尽管发电量【liàng】低了,但方阵面【miàn】接收到的辐【fú】射量也低了,比值可不一定低。所以说,有了高的PR值【zhí】,度电成本却不【bú】一【yī】定低。反过来讲【jiǎng】,PR值低,不代表发电【diàn】量【liàng】就低,更不【bú】代表LCOE就高【gāo】。 西藏【cáng】资源条件好,kW发【fā】电量高,LCOE一定低,但质【zhì】量不注意【yì】,PR值【zhí】也有可能很低;提高容配【pèi】比和【hé】采用太阳跟踪器,能够有效提高系统发电量【liàng】,降低LCOE,但却不能提高【gāo】PR,也不【bú】是提【tí】高PR的手段。
3、由【yóu】于不同地区环境温度不【bú】同,温升损失也不同,因【yīn】此普通PR只能用于【yú】比较同一地区【qū】的光伏系统质【zhì】量,不能用【yòng】于比较不同地区的光伏系统质量,也不【bú】能用于不【bú】同季节短期测试的PR值的【de】比【bǐ】较。标准【zhǔn】PRSTC消除了【le】温升损【sǔn】失,因此对于【yú】不同地【dì】区的光【guāng】伏系统和【hé】不同【tóng】季节【jiē】短期【qī】测【cè】试的PR值也具有可比性。温升损【sǔn】失不但受环境【jìng】温度的【de】影【yǐng】响,也同【tóng】光伏电池【chí】的种类相关,普通晶【jīng】硅电池【chí】的功【gōng】率【lǜ】温度系数大约在【zài】-0.40% ~ -0.45%,NOCT45度时,温【wēn】升损失大约在8% ~ 9%;HJT和薄膜电【diàn】池的功率温度系数大约在-0.20% ~ -0.25%,NOCT45度时,温【wēn】升损失大约在4% ~ 5%。
4、PR是判定光伏系统质【zhì】量好坏的指标,仅限【xiàn】于判【pàn】定系统运行期间的可靠性和运行期【qī】间各个环【huán】节的【de】效率,与kW发电量和系统经【jīng】济性没有直【zhí】接关系。影【yǐng】响PR的【de】因素包括【kuò】:光谱失配、遮【zhē】挡、积尘【chén】污渍、反射损失、逆变器启动阀值、组【zǔ】件性能【néng】衰降、串并【bìng】联失配【pèi】、温升损失(标准【zhǔn】PRSTC温升损失等于【yú】零)、直流线损、MPPT效率、逆变器效率、变压器【qì】效【xiào】率【lǜ】、交流线损【sǔn】、设备故障检修、弃光限电等,PR值还可【kě】以用上述15个【gè】效率项的乘积【jī】求出,例如(普通PR按照【zhào】平均温度损【sǔn】失6%计【jì】算【suàn】):
PR= 0.995x0.98x0.98x0.996x0.998x0.98x0.99x0.94x0.97x0.99x0.99x0.99x0.99x0.99x0.95 = 0.759
PRSTC = 0.995x0.98x0.98x0.996x0.998x0.98x0.99x0.97x0.99x0.99x0.99x0.99x0.99x0.95 = 0.808
提高PR的有效手段是提高产品【pǐn】质量,减少衰降【jiàng】,注意通风散热,减少故【gù】障,减少系【xì】统各个环【huán】节的损【sǔn】失,减【jiǎn】少弃【qì】光,加强维护【hù】清洗等。
5、PR值【zhí】并不一定随着时间【jiān】的【de】推移而提【tí】高【gāo】,如果严把质量关,现在【zài】就可以实现0.85的PR值,如果不注【zhù】意质量【liàng】,2025年可能【néng】也就只【zhī】有0.75。
建议如下:
1、PR值【zhí】是国际通用的光伏系统质量评价【jià】指标,也【yě】是领【lǐng】跑者计划中必不【bú】可少的考核项,因此建【jiàn】议【yì】在【zài】路线图【tú】中保【bǎo】留PR值。PR值的趋势也可以从低到高(虽然比【bǐ】较勉强),意【yì】味着大家对于系【xì】统质量的【de】重视【shì】程度逐年提高;
2、由【yóu】于中国地域辽阔,环境温【wēn】度南北差异很【hěn】大,不同品种的光伏电池的功率温度系数也不【bú】同,温升损失的变【biàn】化幅度【dù】非常大,而温【wēn】度损失又是整个效率【lǜ】链【liàn】中【zhōng】影响最【zuì】大的环节,用一条普通PR曲线【xiàn】来预测【cè】发展趋势并不【bú】科学。建议(1)只【zhī】给出标准PRSTC的一条发展趋【qū】势曲线。 或者:(2) 按照正常【cháng】工作温度NOCT 45°C(暂不【bú】考虑不【bú】同地域环【huán】境温【wēn】度的差异),给出普通晶硅PR和【hé】低温度系【xì】数PR值的【de】2条【tiáo】发展趋【qū】势曲线(2者大约相差【chà】4%)。
3、虽然国标GB/T 20513-2006将PR直译成“性能比【bǐ】”,含义模糊。由于【yú】PR的物理意义是【shì】“能量效率”,建议中文采用【yòng】“能效比”(kWh/kWh),也有【yǒu】别于逆【nì】变器和变压器的电气效率(kW/kW),也不建议采用【yòng】领【lǐng】跑者【zhě】计划【huá】中对于PR的【de】称【chēng】呼“系统【tǒng】效【xiào】率”(IEC对于系统【tǒng】效率-system efficiency另有【yǒu】定义);
4、在【zài】给出PR路线图趋势图的下【xià】方,建【jiàn】议给出本意见中PR的定义和公式【shì】。