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　　 对于长时间运行的光伏发电系统，面板积尘对其影响不可小觑。面板表面的灰尘具有反射、散射和吸收太阳辐射的作用，可降低太
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光伏电站发电量影响因素分析
　　摘要：随着我国发展新能源产业诸多利好政策的出台和新能源并网接入技术条件的日趋成熟，国内大、中型集中式光伏电站和分布式电站陆续并网。面对激烈的新能源市场竞争，并网光伏电站的稳定运行和高效发电，将影响企业的持续健康发展。 中国论文网 http://www.xzbu.com/2/view-4961850.htm　　关键词：光伏电站发电量影响因素 　　中图分类号： TU271.1文献标识码： A 　　引言 　　提高光伏并网电站的发电量，不仅可以提高光伏系统的经济效益，更有利于清洁能源事业的持续发展，优化我国能源结构，促进节能减排。因此必须提高光伏发电量，提高投资的收益率，才能保证光伏产业的持续健康发展，以适应中国强劲的经济增长和节能减排需要。 　　一、太阳能发电的应用  　　目前光伏发电主要分为离网光伏发电和并网光伏发电。离网光伏发电系统由于电能需要蓄电池储存，一般蓄电池的正常使用寿命只有5年左右，且蓄电池价格又比较高，所以离网光伏发电系统整体造价和维护成本比较高，不宜将电站做得太大。  　　光伏并网发电系统，可分为集中式光伏电站并网和屋顶光伏系统并网两种，前者一般为兆瓦级以上，地面电站居多，后者则为几千瓦到百千瓦之间。并网式光伏发电是指通过并网逆变器，将光伏组件的直流电进行转换成交流电力，并入常规电网，与常规电网实现电能的双向传输。当用户欠电时，可从电网中得到补充；当光伏发电过剩时，可将多余电力馈入电网，解决了独立光伏发电不连续、不稳定的问题。  　　二、太阳能发电的现状  　　2009年以前，由于发电成本过高，普遍民众承受能力有限，光伏电站建设没有在我国大规模铺开，只是有少数示范项目在运行。2009年以来，光伏产业受到财政部光电建筑补贴政策和金太阳示范工程等的刺激，加上国外光伏市场竞争加剧，企业存在开拓国内市场的迫切需要，光伏电站建设开始在我国一些地区陆续开展起来。光伏发电已经成为可再生能源领域中继风力发电之后产业化发展最快、最大的产业，我国已经是全球最大的光伏产业国家之一。2012年中国光伏装机4.5GW，增速达到66%，累计装机量近8GW，预计2013年新增装机10GW。  　　目前，光伏电价相对于火电等常规能源已开始具备竞争力。国家发改委《关于完善光伏发电价格政策通知》的意见稿，对下一步光伏发电上网电价提出了新的实施方案，根据各地太阳能资源状况和工程建设条件，将全国分为四类太阳能资源区，制定了相应的标杆上网电价。光伏电站标杆上网电价高出当地燃煤机组标杆上网电价(含脱硫、脱硝电价)的部分，仍然通过可再生能源发展基金进行补贴。  　　新的意见稿对分布式发电和大型地面电站发电进行了区分。此中，大型地面电站根据各地光照条件的不同，分成四类资源区，施行0.75-1元/度四个区间上网电价；分布式发电电价补贴为0.35元/度。  　　制定光伏上网电价，既是国家发展改革委价格司一贯的主张，也是业界的呼声，符合可再生能源法的要求，也是一个趋势。作为光伏发电企业，必须通过光伏发电量来保证自己的经营收入，电价是发电企业保证经营收入的基本条件。通过电价机制进行市场调节，符合发电企业经营的基本规律。  　　三、光伏发电量影响因素 　　光伏电站进行发电量测算时，除考虑当地光辐照度、日照时间、环境温度等因素外，还要考虑光照入射角对不同种类电池转换效率的影响、电池板不匹配损耗、组件连接损耗、电池衰减损耗、组件遮挡损耗、温度影响、电气设备损耗、设备故障维护损耗等。 　　1、光照入射角对不同种类电池转换效率的影响 　　光照入射角包括方位角和倾角，参阅有关文献，多个光照倾角下各类电池组件实际转换效率对比试验，得出结论为：倾角对晶硅电池和非晶硅电池转换效率影响趋势一致，但受倾角影响的转换效率变化幅度晶硅电池弱于非晶硅电池。 　　2、电池板不匹配损耗 　　该类损耗影响发电量约1.3%。并网光伏电站的电池方阵进行电池组件串、并联时，理想状态是将工作电流基本相同的串联在一起，再将组件串中工作电压基本相同的并联在一起。但在实际安装时很难做到，而且每一组件，其最佳工作电压和电流不一定完全相同，造成整个方阵的总功率小于各个组件的功率之和。 　　3、组件选型、安装  　　3.1组件温度因子  　　光伏组件温度因子通常为0.45%/度，光伏电池的效率会随着其工作时的温度变化而变化。当它们的温度升高时，不同类型的大多数光电池效率呈现出降低趋势。设计组件安装节点时需注意组件的安装部位通风散热条件是否良好。  　　3.2阴影遮挡  　　组件对阴影遮挡非常敏感，当光伏组件上有灰尘或积水造成的污染，根据统计，经常受雨水冲洗的光伏组件其影响平均在2-4%之间，无雨水冲洗较脏的光伏组件其影响平均在8-10%之间。考虑到建设光伏电站的清洗系统不具备条件或成本高，光伏电站设计时需考虑根据当地的主导风向、雨水情况，设计合理的组件安装倾角，使组件尽可能保持清洁。  　　现在我国绝大部分大型光伏电站都分布在西北地区，而西北地区又是我国沙尘暴比较严重的地区，灰尘对电站发电量的影响直接决定了投资人的投资回报率，所以建议光伏电站的管理人员能提高对降尘损失率的重视程度，做好定期的清洗工作；及时处理阵列间杂草，防止杂草阴影落到组件表面上等。  　　3.3组件的差异性  　　组件存在凡是串连就会由于组件的电流差异造成电流损失，凡是并连就会由于组件的电压差异造成电压损失的问题。组合损失可以达到8%以上，对发电量影响非常大。  　　为了减少组合损失，应该在电站安装前严格挑选电流一致的组件串联。组件的衰减特性尽可能一致。根据国家标准GB/T--9535规定，太阳电池组件的最大输出功率在规定条件下试验后检测，其衰减不得超过8%；必要时加装防反隔离二极管。 　　3.4组件的PID效应  　　光伏组件的电位诱发衰减效应（PID，PotentialInducedDegradation）引发光伏电站在工作三、四年后发生发电量大幅衰减。PID的真正原因到目前为止没有明确的定论，但各个光伏电池组件厂和研究机构的数据表明，PID与电池、玻璃、胶膜、温度、湿度和电压有关。因此建议采购组件时明确要求把抗PID写入合同，并随机抽检。  　　4、电池衰减损耗 　　该类损耗影响发电量每年减少约1%。多晶硅光伏组件的老化衰减，主要是由于电池的缓慢衰减以及封装材料的性能退化所造成，导致组件主材性能退化的主要原因是紫外线的照射。 　　5、遮挡损耗 　　该类损耗影响发电量约 5%。实际运行中，当电池方阵表面沉积灰尘或积雪时没有及时清洗，或有树叶、鸟粪等遮挡物长期存在电池组件上，不仅会影响系统发电量，而且遮挡物形成局部阴影，使组件局部长期发热，甚至引起热斑效应，产生的温度超过一定极限将会烧爆玻璃。 　　6、温度影响 　　该类损耗影响发电量约4.5%。太阳能电池组件的额定功率是在标准测试条件下测定的，如果运行时，电池的温度高于25℃，输出功率将会减少。因为电池组件的光电转换效率随温度的增加而下降，太阳能电池温度每升高1℃，功率减少0.35%。 　　7、电气设备损耗 　　该损耗包括逆变器损耗、变压器损耗、直流和交流电缆损耗，影响发电量分别约为3%、2.5%、2%。 　　8、系统故障及维护损耗 　　该类损耗影响发电量约0.5%。实际运行中，发生电池组件破损、汇流箱内公母头烧损等故障后进行维护处理会影响发电量。 　　结束语 　　总而言之，在并网光伏电站的建造过程中，要重视每个细节、具体步骤，使得光伏方阵面上尽量接收到最多的太阳辐射量，同时在每个环节减少能量损失，人为控制改善光伏电站的系统运行环境，促使光伏电站发挥最大的经济和社会效益。  　　参考文献 　　[1] 杨金焕. 并网光伏电站发电量的估算[A]. 第11届中国光伏大会暨展览会会议论文集[C],
－ 1351. 　　[2] 王大飞. 如何提高大中型并网光伏电站的发电量[J]. 硅谷，2012, (15):170－171. 　　[3] 吴永强.宁夏大唐国际青铜峡光伏并网电站维护浅谈[J]. 科技信息，0 －431
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光伏电站现在几乎是每个家庭的最低标配!但是，对于刚安装光伏电站的家庭来说，他们能做到的就是仔细的听听安装工的说法，对于电站的一些具体问题，他们往往是无从所知的!今天，小编就针对这些编辑了一篇最能影响光伏组件发电量的7个因素，希望能够对各位出入光伏业的人士有所帮助!
下面小编将会以晶硅组件为例，结合应用环境进行分析，讨论了组件在长期使用过程中因本身可能存在的缺陷，及受外界环境等影响从而造成功率衰减、发电量减少的问题，总结了影响组件输出功率以及衰减的相关因素。
由于电池片隐裂、黑心、氧化、虚焊，以及背板等材料缺陷和长期使用老化等因素，导致组件在长期运行过程中功率受到影响，从而造成组件发电量低下。值得关注的是，单晶的晶体结构决定了其在抗隐裂方面表现更为优异。
组件在外界长期工作中，由于水汽透过背板渗透至组件内部，造成EVA水解，醋酸离子使玻璃中析出金属离子，致使组件内部电路和边框之间存在高偏置电压而出现电性能衰减、发电量急剧下降。
组件安装方式
由倾斜面上的太阳辐射总量及太阳辐射的直散分离原理可得：倾斜面上的太阳辐射总量Ht是由直接太阳辐射量Hbt天空散射量Hdt和地面反射辐射量Hrt组成，即： Ht=Hbt+Hdt+Hrt。相同的地理位置上，由于组件安装倾角的不同，对太阳光的吸收累积量不同，辐射量的累积差异造成发电量差异。
天气原因也是影响组件发电效能的因素之一。阴雨天气以及云层较厚时，太阳光辐照强度减小，电池片吸收的太阳光较少，发电量降低，低辐照下单晶弱光响应优于多晶。在太阳电池组件的转换效率一定的情况下，光伏系统的发电量是由太阳的辐射强度决定的。光伏电站的发电量直接与太阳辐射量有关，太阳的辐射强度、光谱特性是随着气象条件而改变的。
组件在工作过程中由于阴影的部分遮挡以及灰尘的沉降程度不一、鸟粪的污染会造成“热斑效应”，被遮挡部分组件将不提供功率贡献并在组件内部成为耗能负载，同时造成组件局部温度升高，过热区域可引起EVA加快老化变黄，使该区域透光率下降，从而使热斑进一步恶化，导致太阳能电池组件的失效加剧。
晶硅电池的温度系数一般为-0.4%～-0.45%/℃，并且单晶温度系数小于多晶。外界环境温度的变化及组件在工作过程中产生的热量致使组件温度升高，也会造成组件的发电功率下降。
组件长期处于野外条件下，灰尘等杂物会降落覆盖在玻璃上，长期大量的灰尘或沙尘沉降，削弱了太阳光的穿透，同时导致组件表面温度升高进而影响组件发电的效能。在组件表面灰尘较严重时，对比清洗前与清洗后的发电量差异为5.7%，如长期不进行清理在组件表面形成区域污垢发电量影响差异可达10%以上。
总结：上述仅从组件本身和外部环境因素方面进行影响组件发电的分析，除却上述提及到的因素影响发电效率及发电量外，还存在由于电气系统端及其它因素会造成的组件在工作过程中的功率衰减、发电量降低等，后续还有待工艺改进、技术提升、材料研发和更多的相关性研究来解决和改善影响组件发电的因素。
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今日搜狐热点光伏组件表面阴影对其发电量影响的实验研究
牛海霞　王京+董正茂摘 要：以大型地面光伏电站和分布式光伏电站作为研究对象，通过模拟光伏组件表面不同阴影占比，得出阴影对光伏组件发电量的影响特性，指导电站运营者合理安排光伏组件安装行距。关键词：光伏组件；阴影；发电量【中图分类号】G 【文献标识码】B【文章编号】（62-02从长远来看，可再生能源将是人类未来的主要能源来源，因此世界上多数国家都十分重视可再生能源对未来能源供应的重要作用。在新的可再生能源中，光伏发电和风力发电是发展最快的，世界各国都把太阳能光伏发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向。根据欧洲JRC 的预测，到2030年太阳能发电将在世界电力的供应中显现其重要作用，占比达到10%以上。光伏组件行间距疏密程度，直接影响光伏电站投资成本。如果光伏组件行间距过宽，导致土地面积浪费，增加土地成本；如果光伏组件行间距过窄，导致前排光伏组件遮挡后排光伏组件，致使光伏组件发电量下降。以某电站光伏组件的阴影环境因素为例，通过模拟这种环境因素，测试光伏组件的发电量，得出这种环境因素对光伏组件的发电量影响的特性，从而指引地面光伏电站运营单位采取合理措施应对环境，提高地面光伏电站的发电量。一、研究基础（一）地面光伏电站接线方式某光伏电站于2013年年底并网发电。该光伏电站项目采用265Wp多晶硅光伏组件，整个光伏电站分20个方阵，每个方阵装机容量为1MWp，连接两台500kW逆变器，共用一台1000kVA箱式升压变压器送出。每台逆变器并联6个汇流箱，每个汇流箱接16路光伏组串，每个光伏组串由20块太阳能电池板串联形成。1MWp光伏方阵接线方式如图1所示。（二）实验条件选取320块性能和外表相似的光伏组件，要求同一厂家生产，开路电压，最大功率相同，衰减、温度系数、颜色及表面光洁度相近似。施工时，依据图1将选取的光伏组件安装在#4—6汇流箱光伏组串内。在此汇流箱所在#4逆变器运行发电时，只闭合此汇流箱，使本台逆变器所带其余汇流箱全部断开。在保证设备、环境及测试仪器等外部条件相同的情况下（即此汇流箱各光伏组串工作电压和电流相等），通过改变光伏组件表阴影占比情况，测试改变前后光伏组串的工作电流，可得出在不同条件下一个光伏组串功率损失量。以此推断出地面光伏电站在此情况下发电量损失程度。二、光伏组件表面阴影对地面光伏电站发电功率影响的实验与分析（一）实验方案为全面反映阴影对地面光伏电站发电功率的影响程度，本次测试分两个方案进行实验。方案一：一个光伏组串所有光伏组件被遮挡后，与其他光伏组串电流的区别。选取实验汇流箱的第二条光伏组串（#4—6—3）作为实验对象，用黑布投影在该光伏组串所有光伏组件表面，从遮挡面占全面积的5%至100%，依次递增5%进行实验，通过多次测量实验光伏组串的电流，同时记录此汇流箱其余光伏组串电流。方案二：一个光伏组串中一块光伏組件被遮挡后，与其他光伏组串电流的区别。选取实验汇流箱的第二条光伏组串（#4—6—3）中的一块光伏组件作为实验对象，用黑布投影在该块光伏组件表面，从遮挡面占全面积的5%至100%，依次递增5%进行实验，通过多次测量实验光伏组串的电流，同时记录此汇流箱其余光伏组串电流。（二）实验结果方案一实验结果：测试当地环境温度：35℃，大气压：960MPa，相对湿度55%，风速1.5m/s，光照强度980W/m2，测试结果见表1所示，所有光伏组件被遮光对光伏组串发电量影响比例如图2所示。方案二实验结果：测试当地环境温度：34℃，大气压：962MPa，相对湿度56%，风速1.3m/s，光照强度850W/m2，测试结果见表2所示，一块光伏组件被遮光对光伏组串发电量影响比例如图3所示。（三）实验结果分析从表1和图2得知，在所有光伏组件表面被遮光过程中，当遮光比例在30%之前，光伏组串损失电量比例小于1%。随着遮光比例的不断增大，损失电量占比越来越大，当遮光比例达到90%时，遮光损失达到最大值，损失电量比例为25%。故在光伏电站选址和设计过程中，选择地势较平缓地段，并且避免在大坡度阴坡布置光伏组件，确保组件之间保持适当的行间距，以免相互遮光造成光伏组串发电量损失。从表2和图3可得知，一块光伏组件表面被遮光过程中，当遮光比例在50%之前，光伏组串损失电量比例小于1%。随着遮光比例的不断增大，损失电量占比越来越大，当遮光比例达到90%时，遮光损失达到最大值，损失电量比例为9.8%。故在光伏电站施工过程中，查看周围是否存在高大建筑、塔杆或树木对光伏组件形成阴影，以免造成光伏组串发电量损失，并且每个光伏组串的太阳能电池板要保持同水平高度相互串联，以防由于部分遮光，造成整个光伏组串发电电量受损。三、结论通过测试不同遮光面积对光伏组串发电量影响比例，得出结论，可将此结论应用到光伏电站选址、设计及施工过程中，为后续地面光伏电站可靠、高效运行提供有力保证。基金项目：内蒙古自治区高等学校科学研究项目“光伏组件发电量环境影响因素的分析与实验研究”（NJZY16431）。参考文献：郝玉哲，白建波，张臻.一组阴影情况下光伏组件输出特性的计算方法[J].可再生能源，2012，（9）.
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