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影響光伏組件及系統(tǒng)效率的因素
日期:2016-01-08   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:luyulian 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
一、組件的衰減:

光致衰減也稱S-W效應(yīng)。a-Si∶H薄膜經(jīng)較長時(shí)間的強(qiáng)光照射或電流通過,在其內(nèi)部將產(chǎn)生缺陷而使薄膜的性能下降,稱為StaEbler-Wronski效應(yīng)(D.L.Staebler和C.R.Wronski)最早發(fā)現(xiàn)。個(gè)人認(rèn)為光伏組件的衰減實(shí)際就是硅片性能的衰減,首先硅片在長期有氧壞境中會(huì)發(fā)生緩慢化學(xué)反應(yīng)被氧化,從而降低性能,這是組件長期衰減的主要原因;在真空成型過程中會(huì)以一定比例摻雜硼(空穴)和磷(給體),提高硅片的載流子遷移率,從而提高組件性能,但是硼作為缺電子原子會(huì)與氧原子(給體)發(fā)生復(fù)合反應(yīng),降低載流子遷移率,從而降低組件的性能,這是組件第一年衰減2%左右的主要原因。

組件的衰減分為:

1,由于破壞性因素導(dǎo)致的組件功率驟然衰減,破壞性因素主要指組件在焊接過程中焊接不良、封裝工藝存在缺膠現(xiàn)象,或者由于組件在搬運(yùn)、安裝過程中操作不當(dāng),甚至組件在使用過程中受到冰雹的猛烈撞擊而導(dǎo)致組件內(nèi)部隱裂、電池片嚴(yán)重破碎等現(xiàn)象;

2,組件初始的光致衰減,即光伏組件的輸出功率在剛開始使用的最初幾天內(nèi)發(fā)生較大幅度的下降,但隨后趨于穩(wěn)定,一般來說在2%以下;

3,組件的老化衰減,即在長期使用中出現(xiàn)的極緩慢的功率下降現(xiàn)象,每年的衰減在0.8%,25年的衰減不超過20%;25年的效率質(zhì)保已經(jīng)在日本和德國兩家光伏公司的組件上得到證實(shí)。2012年以后國內(nèi)光伏組件已經(jīng)基本能夠達(dá)到要求,生產(chǎn)光伏組件的設(shè)備及材料基本采用西德進(jìn)口。

二、系統(tǒng)效率:

(個(gè)人認(rèn)為系統(tǒng)效率衰減可以不必考慮,系統(tǒng)效率的降低,我們可以通過設(shè)備的局部更新或者維護(hù)達(dá)到要求,就如火電站,水電站來說,不提衰減這一說法。

影響發(fā)電量的關(guān)鍵因素是系統(tǒng)效率,系統(tǒng)效率主要考慮的因素有:灰塵、雨水遮擋引起的效率降低、溫度引起的效率降低、組件串聯(lián)不匹配產(chǎn)生的效率降低、逆變器的功率損耗、直流交流部分線纜功率損耗、變壓器功率損耗、跟蹤系統(tǒng)的精度等等。

1)灰塵、雨水遮擋引起的效率降低

大型光伏電站一般都是地處戈壁地區(qū),風(fēng)沙較大,降水很少,考慮有管理人員人工清理方陣組件頻繁度一般的情況下,采用衰減數(shù)值:8%;

2)溫度引起的效率降低

太陽能電池組件會(huì)因溫度變化而輸出電壓降低、電流增大,組件實(shí)際效率降低,發(fā)電量減少,因此,溫度引起的效率降低是必須要考慮的一個(gè)重要因素,在設(shè)計(jì)時(shí)考慮溫度變化引起的電壓變化,并根據(jù)該變化選擇組件串聯(lián)數(shù)量,保證組件能在絕大部分時(shí)間內(nèi)工作在最大跟蹤功率范圍內(nèi),考慮0.45%/K的功率變化、考慮各月輻照量計(jì)算加權(quán)平均值,可以計(jì)算得到加權(quán)平均值,因不同地域環(huán)境溫度存在一定差異,對(duì)系統(tǒng)效率影響存在一定差異,因此考慮溫度引起系統(tǒng)效率降低取值為3%。

3)組件串聯(lián)不匹配產(chǎn)生的效率降低

由于生產(chǎn)工藝問題,導(dǎo)致不同組件之間功率及電流存在一定偏差,單塊電池組件對(duì)系統(tǒng)影響不大,但光伏并網(wǎng)電站是由很多電池組件串并聯(lián)以后組成,因組件之間功率及電流的偏差,對(duì)光伏電站的發(fā)電效率就會(huì)存在一定的影響。組件串聯(lián)因?yàn)殡娏鞑灰恢庐a(chǎn)生的效率降低,選擇該效率為2%的降低。

4)直流部分線纜功率損耗

根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),常規(guī)20MWP光伏并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目使用光伏專用電纜用量約為350km,匯流箱至直流配電柜的電力電纜(一般使用規(guī)格型號(hào)為ZR-YJV22-1kV-2*70mm2)用量約為35km,經(jīng)計(jì)算得直流部分的線纜損耗3%。

5)逆變器的功率損耗

目前國內(nèi)生產(chǎn)的大功率逆變器(500kW)效率基本均達(dá)到97.5%的系統(tǒng)效率,并網(wǎng)逆變器采用無變壓器型,通過雙分裂變壓器隔離2個(gè)并聯(lián)的逆變器,逆變器內(nèi)部不考慮變壓器效率,即逆變器功率損耗可為97.5%,取97.5%。

6)交流線纜的功率損耗

由于光伏并網(wǎng)電站一般采用就地升壓方式進(jìn)行并網(wǎng),交流線纜通常為高壓電纜,該部分損耗較小,計(jì)算交流部分的線纜損耗約為1%。

7)變壓器功率損耗

變壓器為成熟產(chǎn)品,選用高效率變壓器,變壓器效率為98%,即功率損耗計(jì)約為2%。

綜合以上各部分功率損耗,測算系統(tǒng)各項(xiàng)效率:組件灰塵損失、組件溫度效率損失、組件不匹配損失、線路壓降損失、逆變器效率、升壓變壓器效率、交流線路損失等,可以計(jì)算得出光伏電站系統(tǒng)效率:

系統(tǒng)效率:η=(1-8%)*(1-3%)*(1-2%)*(1-3%)*(1-2.5%)*(1-1%)*(1-2%)=80.24%。

經(jīng)過以上分析,可以得出光伏并網(wǎng)電站系統(tǒng)效率通常為80%。 
 
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來源:國際新能源網(wǎng)
 
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