近【jìn】期,研究员、高级工程师、太阳能【néng】应用专家、可再生能源学会理事【shì】、中【zhōng】国新能源标准委员【yuán】会理事【shì】、中国【guó】资源综合利用协会【huì】可再生能源专业委员会副理事【shì】长、国家【jiā】发展和改革委员【yuán】会宏【hóng】观经【jīng】济研究【jiū】院研究员、国【guó】务院政府【fǔ】特殊津【jīn】贴专家王斯成发表了《关【guān】于路线图中“能效【xiào】比”(PR)指【zhǐ】标的建【jiàn】议意见》。《意见》指出,PR值是国【guó】际通用的【de】光伏系【xì】统质量评价指标【biāo】,也是领跑者【zhě】计划中必不可少的考核项,因此建议在路线图中保留【liú】PR值【zhí】。详情如下:
1、IEC 61724-1对于普通 PR(Performance Ratio)有着明确【què】的【de】定义【yì】:
PR=(Eac/P0)/(H/G) = 光伏【fú】等效利用小时【shí】数【shù】/ 峰值日照时数【shù】
还可以写【xiě】成: Eac/(P0H/G) = 实【shí】发【fā】电量/应发【fā】电量 (比值,无量纲)
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的物理意义是光伏系统的能量效率【lǜ】(kWh/kWh),运行测试周期一【yī】般为一【yī】年【nián】。
IEC61724-1 还给出了【le】标准PRSTC,利【lì】用最大功率相对温度系数对普【pǔ】通PR进行【háng】温度修正,修正到标【biāo】准【zhǔn】测试【shì】条件(25°C)。
2、PR值与LCOE(平准化度【dù】电成本)并不【bú】是线性相关,就是说PR值高不代表LCOE一定低,例如【rú】:将10MW光伏组件平铺在地面安【ān】装,或者朝向东安装【zhuāng】,发电量会比按照一定倾角向南安装的【de】光伏系统低很多,因为方阵【zhèn】面接收到的辐射量低了,因此【cǐ】度【dù】电成本很高,效益【yì】很差。然【rán】而,这【zhè】样【yàng】的系统PR值有可能很高,尽【jìn】管发电量低了【le】,但【dàn】方【fāng】阵面接【jiē】收到的辐射量也低了,比【bǐ】值可【kě】不一【yī】定低【dī】。所以说【shuō】,有了高的PR值,度电成【chéng】本却不一【yī】定低。反过来讲,PR值低,不代表发【fā】电量就低【dī】,更不代【dài】表LCOE就高。 西藏资源【yuán】条件【jiàn】好,kW发【fā】电量【liàng】高【gāo】,LCOE一定低【dī】,但【dàn】质量不注意,PR值【zhí】也有可能很低;提高容配比【bǐ】和【hé】采用【yòng】太阳跟踪【zōng】器,能够有效提高系【xì】统发电量,降低LCOE,但却不能提【tí】高PR,也不是提【tí】高【gāo】PR的手段。
3、由【yóu】于不同地区环境温度不同【tóng】,温升损【sǔn】失也不【bú】同,因此普通PR只能【néng】用于比较同一地区【qū】的光伏系统质量,不能用于比【bǐ】较【jiào】不同地【dì】区【qū】的光伏系统质量,也不能用于不【bú】同季【jì】节短期【qī】测试的PR值的比较。标准PRSTC消除了【le】温【wēn】升【shēng】损失,因此【cǐ】对于不同地区【qū】的【de】光伏系统和不同季节短期测试的【de】PR值也具有可比性。温升【shēng】损失不但受环境温度【dù】的影【yǐng】响,也【yě】同光【guāng】伏电池的种类相【xiàng】关,普通晶硅电池的功率温【wēn】度系数大约在-0.40% ~ -0.45%,NOCT45度【dù】时,温升损【sǔn】失大【dà】约【yuē】在8% ~ 9%;HJT和薄【báo】膜【mó】电池的功率【lǜ】温度系数大约在-0.20% ~ -0.25%,NOCT45度【dù】时,温升损失大约【yuē】在4% ~ 5%。
4、PR是判定光伏【fú】系统质量好坏的【de】指标,仅限于判定系统运行【háng】期间【jiān】的可【kě】靠性和运行【háng】期间各【gè】个环节【jiē】的效率,与kW发电量和系统【tǒng】经济性没有【yǒu】直【zhí】接关系。影【yǐng】响PR的【de】因素包括:光谱失配、遮挡【dǎng】、积尘污渍、反射【shè】损【sǔn】失、逆变器启动阀值【zhí】、组件【jiàn】性能衰降、串并【bìng】联失配、温升损失(标【biāo】准【zhǔn】PRSTC温升损【sǔn】失等于零)、直流线损、MPPT效率、逆变器效【xiào】率、变压【yā】器效【xiào】率、交流线损、设备故障检修、弃光限电【diàn】等【děng】,PR值还可以用上述15个效率项【xiàng】的乘【chéng】积求出,例如【rú】(普通PR按照平均温度【dù】损【sǔn】失6%计算):
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【de】有【yǒu】效【xiào】手段是【shì】提高产品质【zhì】量,减少衰降,注意通风散热,减【jiǎn】少故障,减【jiǎn】少系统各个环【huán】节的损【sǔn】失,减【jiǎn】少弃光,加强维护清洗【xǐ】等。
5、PR值并【bìng】不一定随着时间的推移而提【tí】高,如【rú】果严【yán】把质量关,现在就可以实【shí】现0.85的【de】PR值,如果【guǒ】不注意质量,2025年可能也就只有0.75。
建议如下:
1、PR值是国际通【tōng】用【yòng】的光伏系统质量【liàng】评价【jià】指标【biāo】,也【yě】是领跑者计划【huá】中必不可少的【de】考核【hé】项,因此建议在路线图中【zhōng】保留PR值。PR值的趋势【shì】也可【kě】以从低到高(虽然【rán】比较勉强),意味着大家对于系【xì】统质【zhì】量的重视程度逐年提高【gāo】;
2、由于【yú】中国地域辽阔【kuò】,环境温【wēn】度南北差异很大,不【bú】同品种【zhǒng】的【de】光伏电【diàn】池的功率温度系数也不【bú】同【tóng】,温升损失的【de】变化幅度非常【cháng】大【dà】,而温度【dù】损失【shī】又【yòu】是整个效率【lǜ】链中影响最大的环节,用一条普通PR曲线【xiàn】来预测【cè】发展趋势并不【bú】科学【xué】。建议(1)只给出【chū】标准PRSTC的【de】一条发展趋势曲线。 或【huò】者:(2) 按照正常工作温【wēn】度【dù】NOCT 45°C(暂不考【kǎo】虑不【bú】同【tóng】地域【yù】环境【jìng】温度的差异),给出普通晶硅PR和低温度系数PR值的2条发展趋势【shì】曲线(2者大约相差4%)。
3、虽然国标【biāo】GB/T 20513-2006将PR直译成【chéng】“性【xìng】能比【bǐ】”,含【hán】义模糊。由于PR的物理意义是“能量效率【lǜ】”,建议中文采用“能效比【bǐ】”(kWh/kWh),也有别于逆【nì】变【biàn】器和变压器的电【diàn】气效率(kW/kW),也不建议采用领跑者计划中对于PR的称呼“系统效率”(IEC对于系统效【xiào】率-system efficiency另有【yǒu】定义);
4、在给出PR路线图趋势图的下方,建议给出本【běn】意见中PR的【de】定义【yì】和公式。