装了光伏电站之后,用户最关【guān】心的问题当然是电【diàn】站收益【yì】,而【ér】电站【zhàn】收益究竟会有多少【shǎo】,那就得从【cóng】电站的发【fā】电量来体现【xiàn】了,对于一【yī】年的发电量究竟有多少,行业内普遍按照系【xì】统损【sǔn】耗20%-25%来估算的【de】,那这个损【sǔn】耗值是【shì】从哪里来的呢?

光伏发电发电量会有损耗么?
       要估算光【guāng】伏电站的【de】输【shū】出电能【néng】,还需要考虑很多【duō】的因素,有【yǒu】温度、灰尘【chén】和污染【rǎn】、遮挡【dǎng】、组件朝向【xiàng】和倾角、逆变【biàn】器效率、线缆【lǎn】损耗等等的【de】因素【sù】,光伏电站的输出是综合了以【yǐ】上的因素所【suǒ】决定的。所有的这些【xiē】因素都会对光伏电站造成或多【duō】或少的降额,才会导【dǎo】致光【guāng】伏系【xì】统输【shū】出电能的损失,以下从五个因素的【de】综合影响来看看这【zhè】些损失是怎么产生的,我们【men】又该如何去减少【shǎo】系统【tǒng】损失。

01光伏组件的温度损耗

光伏组件工作【zuò】温度对【duì】其输出功【gōng】率具有很大的【de】影响,高工作【zuò】温【wēn】度【dù】会导致功率损耗。温度对输出的【de】影响因组件而不同,可【kě】以使用组件厂商数据【jù】表提【tí】供的温度系【xì】数进行计算,组【zǔ】件规【guī】格书里一般都会提供一个叫功率【lǜ】温【wēn】度系数的【de】参数,这【zhè】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【jiàng】的, 根据这【zhè】个参数【shù】可以计【jì】算出组件计【jì】及温度时的综合效率。

案例:河南郑州(北纬34.48,东经113.39)

组件使用280W组【zǔ】件,组件最大功率温【wēn】度系【xì】数为-0.40%/℃,从NASA的【de】数【shù】据库【kù】可查询到河南郑【zhèng】州【zhōu】年平均环【huán】境温度为15.3℃。

光伏组件要注意散【sàn】热【rè】,在一些彩钢瓦屋【wū】顶,光伏组【zǔ】件和彩钢瓦不要贴得太紧,要适当留有间距,以利于组件【jiàn】通【tōng】风散热。有【yǒu】条件【jiàn】的地方【fāng】,还可以加风扇【shàn】或者【zhě】喷水雾【wù】散【sàn】热。

02灰尘、落叶、鸟粪和其它脏污

组件上长【zhǎng】期【qī】暴【bào】露【lù】在室外,时间长了会有灰尘的堆【duī】积【jī】,或者有落【luò】叶,鸟粪等【děng】等的覆盖【gài】,从而【ér】导致【zhì】组【zǔ】件接收的光照减【jiǎn】弱,导致输出功率下降,而如果组【zǔ】件附近有大【dà】树,烟【yān】冲、水【shuǐ】箱等形成遮挡,组件的输出功率会有更大的下【xià】降,这个是可以避免的;而灰尘覆【fù】盖造成的功率损失,不同的环境会有差异,灰尘【chén】大,环境质量差的的地方有个10%的功率【lǜ】损失,降雨【yǔ】多的地【dì】方会【huì】有个5%的损失,灰【huī】尘【chén】遮【zhē】挡的【de】降额因子取【qǔ】值fdirty=0.95

灰尘和污【wū】染产生的降额【é】也是不能【néng】忽视的,在【zài】一些降雨少且污染严重的地方,灰尘遮【zhē】挡导致【zhì】的功率损失是相当大的,需【xū】要定期进【jìn】行组件清洗,目前已经【jīng】有组【zǔ】件清扫机器人面世(上图【tú】左),可见组件清洗的重【chóng】要性。

03组件的朝向和倾角

组件【jiàn】的安装,有个最【zuì】佳【jiā】朝向【xiàng】及【jí】倾角,朝向按北半球朝南【nán】,南半球朝北安装【zhuāng】的规【guī】则【zé】,中国处于北半球,所以最佳朝【cháo】向是朝【cháo】南【nán】安装,倾角是【shì】根据当地纬度确定,一般【bān】来说安装【zhuāng】倾角按照当地纬度值最佳,而偏离了最佳朝向及倾【qīng】角都会带来一定的发电量【liàng】损失。

以河南郑州为例【lì】,地位经【jīng】纬【wěi】度【dù】为北纬36°,东经116°。下图给出不同朝向倾角的【de】发电量值,按照【zhào】最【zuì】佳倾角最【zuì】佳发电【diàn】量的百【bǎi】分比表示。

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,需要注意一【yī】点【diǎn】,偏离最佳倾角后,倾角越【yuè】低,组件的积灰更严重,雨【yǔ】水【shuǐ】冲刷【shuā】能【néng】力也会减弱,发电【diàn】量损失会【huì】比上【shàng】表【biǎo】要稍大。以安装在平面方位角为【wéi】20°,平面倾角为40°为例,朝向【xiàng】倾角引起的降【jiàng】额【é】因子取值为fangle=0.98

04逆变器效率

逆变器作为光伏系【xì】统的心脏,是不不【bú】可少【shǎo】的一个部件,逆变器内部【bù】由【yóu】于电子器件【jiàn】和电感元件的热【rè】损耗,也会【huì】出现功率【lǜ】损耗【hào】,功率损耗通过厂【chǎng】商给【gěi】出【chū】的数据【jù】参数可以找【zhǎo】到,反应到数据手册上以转换效率来表现逆变器的功率【lǜ】损耗。

这个【gè】值表【biǎo】示的是【shì】逆变器工作时达到的最【zuì】大效率值【zhí】,在实际运行【háng】中,由【yóu】于输入功率、负载率及输入【rù】电压的不同,也会【huì】导致【zhì】不一样的转【zhuǎn】换效率,这【zhè】里取逆变器【qì】损【sǔn】耗在4%,逆变器降额因子取值finv=0.96。

此外,逆变器的效率还依赖本身的【de】工作温度【dù】,这个组【zǔ】件因温度功【gōng】率出现损【sǔn】坏道理是【shì】 一样的,但是【shì】逆变【biàn】器的影响相对【duì】会小一点【diǎn】。所以,逆变器室内安装的话,需要安装在凉爽通风的地方,室外尽【jìn】量【liàng】安【ān】装在【zài】背阳的【de】地方,避开太阳直射【shè】,尽【jìn】量加装遮阳【yáng】的护板。

线【xiàn】缆损耗是【shì】不可避免的,但是光伏【fú】系【xì】统应该要【yào】尽量减小这种损耗,按【àn】工程经验,直【zhí】流线损按2%计取,而【ér】电站【zhàn】都采用就近并【bìng】网原则【zé】,交流侧线损【sǔn】较小,按【àn】工程经【jīng】验,交【jiāo】流线【xiàn】损按1%计取,另外加上【shàng】交直流侧端子连接带来的触点损耗有1%的损耗值,整体这【zhè】种损耗达到5%,而【ér】这是在正常使用【yòng】线缆规格及端【duān】子【zǐ】的情况下,如【rú】果使用不符合要求【qiú】的【de】线缆跟接线端子,可能还会带来更大【dà】损【sǔn】耗,甚至还会有【yǒu】发生火灾的风险。

在【zài】光伏系统当中,直流侧要使用光伏专用电【diàn】缆,交流侧使【shǐ】用满足输【shū】出电流【liú】的【de】线缆,直流端子要【yào】使用厂家原装配置【zhì】的MC4/H4端子【zǐ】。

使用不匹配【pèi】的端【duān】子对接【jiē】、压线不【bú】紧等安装不规范【fàn】的操作都有可【kě】能导致【zhì】损耗加【jiā】大,严重的还会烧毁逆【nì】变器【qì】,线损及触点【diǎn】损耗的降【jiàng】额因子取值fline=0.95°

通过上面列【liè】出的降额因【yīn】子【zǐ】,系统损耗必【bì】须予以考虑,由系统损耗引起的降额因子可通过所有降因子相【xiàng】乘【chéng】得【dé】到,因【yīn】此系【xì】统的整体损耗【hào】为【wéi】

ftemp×fdirty×fangle×finv×fline=0.9388×0.95×0.98×0.96×0.95=0.80,对【duì】于上面的规定而言,系统效率将【jiāng】是80%,系统损耗为20%。

通过查询美国太空总【zǒng】署【shǔ】NASA气象数据查询网【wǎng】,可知【zhī】道郑州在最佳【jiā】倾【qīng】角处平均每天的太阳峰时数为4.43,该【gāi】数字乘【chéng】以365可确定出年【nián】辐射量为1617kWh/㎡/年【nián】。

以一【yī】套10kW电站为例,计及系统损【sǔn】耗【hào】,10kW电站一年【nián】的整体输【shū】出电能为【wéi】:1617kWh/㎡/年×10kW×0.80=12936度

总结

以上为系统损耗的估算方法,当然很【hěn】多损耗其实都可以通【tōng】过一些改善措施来【lái】进行优化【huà】,从而【ér】降低这样的损耗,比如安装规范【fàn】化,组件【jiàn】常常进行清扫,避开【kāi】遮【zhē】挡【dǎng】、尽量【liàng】以最佳角度进行组【zǔ】件安装等。另外还有一点是系统故障导致的电量损失【shī】本文并【bìng】未【wèi】计入,所以在【zài】系统安装时尽量选用知名品【pǐn】牌光伏电【diàn】站整体系统,尽【jìn】量【liàng】减低【dī】故障率【lǜ】,保证【zhèng】系统输出电能最【zuì】大【dà】化【huà】。