导读:装了户用光伏电站之后,用户最关心的【de】问题当然【rán】是【shì】电【diàn】站收益,而电站【zhàn】收益究竟会有多少,那就得从【cóng】电站【zhàn】的发电量来体现了,对于一年的发电量【liàng】究竟有多少,行业内普遍【biàn】按照系【xì】统【tǒng】损耗20%-25%来估算【suàn】的,那这个损耗值是从【cóng】哪里来【lái】的呢?

要估【gū】算光【guāng】伏电【diàn】站的【de】输出电能,还需要考【kǎo】虑很多【duō】的因素,有温度、灰【huī】尘和污染、遮挡、组件朝向和倾角、逆变器效率【lǜ】、线【xiàn】缆损耗等等的因素,光伏电【diàn】站的输【shū】出是综【zōng】合了以上的因【yīn】素所决【jué】定的。所【suǒ】有的这些因【yīn】素都会对光伏电站造【zào】成或【huò】多或少【shǎo】的【de】降额,才会导致光伏系统【tǒng】输出电【diàn】能的损失,以下从五个因素的综【zōng】合影响来看看这些损失【shī】是怎么产生【shēng】的,我们又该如【rú】何去【qù】减少系统【tǒng】损失。

1、光伏组件的温度损耗

光伏组件工【gōng】作温度对其输【shū】出【chū】功【gōng】率【lǜ】具有很大的影响【xiǎng】,高工作【zuò】温度会导致功率【lǜ】损耗。温【wēn】度对【duì】输出的影【yǐng】响因组件而不同,可以使用【yòng】组【zǔ】件厂商数【shù】据表提供的温度系数进行计算,组件规格【gé】书里一般都会提供一个叫【jiào】功率【lǜ】温度系数的参数,这个参数是【shì】个负值,表明组件的功率【lǜ】是随着温度上升而下降的【de】, 根【gēn】据这【zhè】个参【cān】数可以【yǐ】计算出组件计及温【wēn】度时的综合【hé】效率。

案例:河南郑州(北纬34.48,东经113.39)

组件使用【yòng】280W组【zǔ】件【jiàn】,组件最大【dà】功率温度【dù】系数为-0.40%/℃,从NASA的【de】数据库可查询到河南郑州年平均环境温度为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

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光伏组件要注意散热【rè】,在【zài】一些彩钢【gāng】瓦屋顶,光伏组件和彩钢瓦不【bú】要【yào】贴得太紧,要适当留有间【jiān】距,以利【lì】于组【zǔ】件通风散热。有条件的地【dì】方,还【hái】可以加风扇或者【zhě】喷水【shuǐ】雾【wù】散热。

2、灰尘、落叶、鸟粪和其它脏污

组【zǔ】件【jiàn】上长期暴【bào】露【lù】在室外,时间长了【le】会有【yǒu】灰尘的堆积,或者有落叶【yè】,鸟粪等等的覆盖,从而【ér】导致组件【jiàn】接收的光照减弱【ruò】,导致输出【chū】功率下降,而如果组件附近有大树,烟【yān】冲、水【shuǐ】箱等形成【chéng】遮挡,组件的【de】输出【chū】功率会【huì】有更大的下【xià】降,这个是【shì】可以避免的;而灰尘覆盖【gài】造【zào】成的功率损失,不同的环境会【huì】有【yǒu】差异,灰尘大,环【huán】境质量差【chà】的的【de】地方有【yǒu】个10%的功率损失,降雨多【duō】的地方会【huì】有个5%的损失,灰【huī】尘遮挡的降额因子取值fdirty=0.95

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灰尘和污染产生的降额也是不能忽视的,在【zài】一些降【jiàng】雨少且污染严重的地【dì】方,灰【huī】尘遮挡导致的功率损失是相【xiàng】当大的【de】,需要定期进行【háng】组件清洗,目前已经有组【zǔ】件清扫【sǎo】机【jī】器人面【miàn】世(上图左),可见组件【jiàn】清洗【xǐ】的【de】重【chóng】要性。

3、组件的朝向和倾角

组件【jiàn】的安装,有个最佳朝向及倾角【jiǎo】,朝向按【àn】北半球朝南,南半球朝北安装的规则,中【zhōng】国【guó】处于北【běi】半球,所以最佳朝向【xiàng】是朝南安装【zhuāng】,倾角【jiǎo】是根据当地纬度确定,一般来说【shuō】安装【zhuāng】倾【qīng】角按照当【dāng】地纬度值最【zuì】佳,而偏离了最佳朝【cháo】向及倾角都会带【dài】来一定的发电量【liàng】损失。

以河南郑州为【wéi】例,地位经纬度为北纬36°,东经116°。下【xià】图【tú】给出不同【tóng】朝向【xiàng】倾角的发电量【liàng】值,按照最佳倾角最【zuì】佳发电量的百分比【bǐ】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【wài】,需要注【zhù】意一点,偏离最佳倾角后【hòu】,倾角越低,组【zǔ】件的积【jī】灰更严【yán】重【chóng】,雨水【shuǐ】冲刷能【néng】力也会减弱,发电量【liàng】损失【shī】会比上表要稍大。以安装在平【píng】面方位角为20°,平面倾【qīng】角【jiǎo】为40°为例【lì】,朝向倾角引起的降额因子取值【zhí】为【wéi】fangle=0.98

4、逆变器效率

逆变器作【zuò】为光伏系【xì】统的心脏,是不不可少的一个部件,逆变器内部由于电子【zǐ】器件和电感元件【jiàn】的热损耗,也会出现功率损【sǔn】耗,功【gōng】率损耗通过厂商给【gěi】出的数据参数可【kě】以找【zhǎo】到【dào】,反应到数【shù】据手册上以转换效率来【lái】表【biǎo】现【xiàn】逆变器【qì】的【de】功率损耗。

分析:光伏发电损耗从何而来

这个值表示的是逆变器工作【zuò】时达到的最大效率值,在【zài】实际运行【háng】中,由于【yú】输【shū】入功率、负载率及输【shū】入电压的不同【tóng】,也【yě】会导致【zhì】不一样【yàng】的转换效【xiào】率,这里取逆变器损耗在4%,逆变器降额因子取值finv=0.96。

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此外,逆变器【qì】的【de】效率还依赖本身的工作温度【dù】,这【zhè】个组件因温度功【gōng】率【lǜ】出【chū】现损坏道理是 一样【yàng】的,但是逆变器的影响相对会【huì】小一点。所以,逆变【biàn】器室【shì】内安【ān】装的【de】话【huà】,需要【yào】安装在凉爽通【tōng】风的地方,室外尽【jìn】量安装在【zài】背阳的地【dì】方,避开太阳直射,尽量加装遮阳的护板。

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5、交直流电缆损耗及触点损耗

线【xiàn】缆损耗是不可避免的,但【dàn】是【shì】光【guāng】伏系统应该要尽【jìn】量减【jiǎn】小【xiǎo】这种损耗,按【àn】工【gōng】程经验,直流线【xiàn】损按2%计取,而电站都采用就近并网原则,交【jiāo】流侧线损【sǔn】较小,按工程经验,交【jiāo】流线损按1%计取【qǔ】,另外加上交直流侧端子连【lián】接带来的触点损耗有1%的损耗值,整体这【zhè】种【zhǒng】损耗达到5%,而这【zhè】是在正常【cháng】使用线缆规格及端子的情况【kuàng】下,如果使用不符合要求的线缆【lǎn】跟【gēn】接线端子,可能还会带来【lái】更大损耗【hào】,甚至还【hái】会有发生火灾的风险【xiǎn】。

在光伏系统【tǒng】当中,直流侧要使用【yòng】光伏【fú】专用电【diàn】缆,交流侧【cè】使【shǐ】用【yòng】满足输出电流的线缆【lǎn】,直流端子要【yào】使用厂家原装配置的MC4/H4端子。

分析:光伏发电损耗从何而来

使【shǐ】用不匹配的端子对【duì】接、压【yā】线不紧等安装不规【guī】范的【de】操作【zuò】都有可能导致损【sǔn】耗加大,严【yán】重的还【hái】会烧毁【huǐ】逆【nì】变器,线损及触点损【sǔn】耗的降额因子取值fline=0.95。

分析:光伏发电损耗从何而来

通过【guò】上面列出的降【jiàng】额因子,系【xì】统损【sǔn】耗必【bì】须予以考虑,由系统损【sǔn】耗【hào】引起的降额因子可通【tōng】过所有降因子相乘得到,因此【cǐ】系统【tǒng】的整【zhěng】体【tǐ】损耗为ftemp×fdirty×fangle×finv×fline=0.9388×0.95×0.98×0.96×0.95=0.80,对于上面的规定【dìng】而言,系【xì】统效率【lǜ】将是80%,系统损耗为20%。

通过查询美国太空总【zǒng】署【shǔ】NASA气象数据【jù】查询网【wǎng】,可知【zhī】道郑【zhèng】州在最佳倾角处平均每天【tiān】的太阳【yáng】峰时数为4.43,该数字【zì】乘以365可确定出【chū】年辐射量为1617kWh/㎡/年【nián】。

以一【yī】套10kW电站【zhàn】为例,计【jì】及系【xì】统【tǒng】损耗,10kW电站一年的【de】整体输出电能为:1617kWh/㎡/年×10kW×0.80=12936度.

总结

以【yǐ】上为系统损耗的【de】估算方法【fǎ】,当然很多损耗其实都可以【yǐ】通过【guò】一【yī】些改善措【cuò】施【shī】来进行优化,从而【ér】降低这样的损耗,比如安装规范化,组件常常进行清扫,避开遮挡【dǎng】、尽量【liàng】以最【zuì】佳角度进行组件【jiàn】安装【zhuāng】等。另外还有一【yī】点是【shì】系【xì】统【tǒng】故障导致的电量损失本文并【bìng】未【wèi】计入,所以在【zài】系统【tǒng】安装时尽量选用知名品牌光伏电站整体系统【tǒng】,尽量减低【dī】故障率,保证系统【tǒng】输【shū】出【chū】电能【néng】最大化。

来源:光伏能源圈