一、影响 PR 的因素分析
1.1阴影遮挡损失
(1)远方遮挡
(2)近处遮挡
遮挡的影响:不是与遮挡的辐射比例呈正比的,与组件布置、组串接线有关系。可采用PVSYST6模拟分析。
包头达茂旗某项目:
1.2相对透射率损失
包头达茂旗某项目:
◆固定式相对透射率损失——约2.6%
◆斜单轴相对透射率损失——约1.3%
◆双轴相对透射率损失——约1.0%
1.3弱光损失(太阳辐射损失)
太阳辐射损失中最关键点是光伏电站选址的问题,以下是全球各区域太阳能资源分布图
包头达茂旗某项目:
在内蒙古达茂旗地区,采用固定式支架(37°)安装方式。利用PVSYST软件计算得到:采用天合光能TSM-250-P05A多晶硅组件时,全年由于弱光性造成的发电量损失约为0.5%;采用强生光电QS90DU非晶硅组件时,全年由于弱光性造成的发电量损失约为1.5%。
1.4温度损失
组件各参数在温度变化情况下的变化趋势如下表:
非晶硅组件的峰值功率温度系数通常在-0.2%/℃左右,而多晶硅组件通常在-0.4%/℃左右。
(1)内蒙古包头达茂旗地区,当地年平均温度3.6℃,采用固定式支架,倾角37°。分别采用多晶硅组件TMS230-P05和非晶硅组件QS90U,利用PVSYST软件计算得到年温度损失分别为1.0%和1.3%。
(2)广州地区,当地年平均温度22.7℃,采用固定式支架,倾角12°。分别采用多晶硅组件TMS230-P05和非晶硅组件QS90U,利用PVSYST软件计算得到年温度损失分别为8.9%和5.9%。
1.5组件实际功率与标称功率偏差
组件有正偏差,提升PR;
组件有负偏差,降低PR。
1.6组件失配损失
根据组件的功率-电压(如下图所示)来看,多块组件串联或者多组串并联的时候,各组件功率-电压曲线图不可能完全达到一致,而组件方阵的功率-曲线图也并不等同于各单块组件的叠加。如果其总输出功率值会小于各组件相加之和,那么这就是组件失配导致的功率损失。不管其是否失配损失的原因(组件部分遮挡、组件衰减比例不一致、组件隐裂或损坏),但从逆变器端可提供解决方案来看,使用越少的组件串并联(更多的MPPT路数)来应对是较好的方法。
根据上述数据可以得出,要解决组件串联和并联失配的问题,需付出颇高的成本。并且其逆变器转换效率偏低,从提升系统PR来看确实是有优势的。但是结合投资成本来评估,那就需要根据电站运行环境来进行分析。
1.7汇集电缆损失
在光伏系统中,组件至逆变器之间会产生直流损耗。逆变器输出至电力计量表之间会产生交流损耗。按输电线上的功率功耗分析,
从逆变器选型来看,在相同功率情况下,直流输入电压和交流并网电压越高,其传输线路的电流越小,可以降低交直流线缆损耗。从逆变器安装位置来看,逆变器越靠近组件电气连接端和并网计量端,线缆损耗越低。另外,为了保证电站的配电安全,务必保证线缆可通过电流要大于系统最大工作电流,并最好留有20%余量。
直流线损:一般在1%左右;
交流线损:采用35kV汇集,在0.3%左右;采用10kV汇集,在0.8%左右
1.8污秽损失
跟当地的气候条件、运营期的清洗方式和频率有关系。
光伏电站组件冲洗时刻可以通过光伏组件清洗试验来确定,通常在试验清洗光伏组件前后,电流增加5%即需要清洗。如果按这样的冲洗频次,灰尘累计按线性考虑,全年由于污秽损失的发电量约3%。
1.9光谱响应损失
(1)对于内蒙古包头达茂旗地区,采用固定式支架、37°倾角,利用PVSYST软件计算,当采用非晶硅组件时,光谱响应损失为0.5%;
(2)对于广州地区,采用固定式支架、12°倾角,利用PVSYST软件计算,当采用非晶硅组件时,光伏响应损失为-1.4%,即非晶硅的光谱响应特性在该地区使得发电量提升1.4%。
1.10逆变器损失
(1)逆变器自身的损耗;
(2)对于超出逆变器额定功率或由于超出工作电压范围造成的损失。
约2%左右。
1.11逆变器至并网点的其他损失
(1)单元升压变压器损失;约2%左右;(由于夜间空载损耗)
(2)主变压器损失;约1%左右;(由于夜间空载损耗)
1.12系统可利用率
系统可利用率主要受设备的可靠性和系统设计的影响。逆变器、汇流箱、电缆接头和跟踪支架等设备的可靠性都是影响系统可利用率的重要因素。该系数的取值要根据实际运行经验取值,一般可选为98%~99%。
二、如何提高 PR
PR是不是越高越好?系统效率PR在一定程度上反应了设备和系统的性能,但不是越高越好。
举例说明:包头达茂旗地区某项目采用固定式支架、倾角37°,间距按冬至日上午九点至下午三点前排对后排不遮挡确定,经计算这种情况下阴影遮挡损失约3.7%,直流汇集电缆损失约1.1%。
若将倾角变为0°,同时前后排间距缩小至0,则阴影遮挡损失为0,直流汇集电缆损失也大幅降低,预计PR将提高4%左右。虽然PR提高了,但是系统的发电量却大幅降低,经济效益下降。增大电缆截面、采用非晶合金变压器等均可以提高系统PR,但是同时也增加了系统造价,要综合考虑后才能确定。
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