探究新形勢下提升并網(wǎng)光伏發(fā)電效率的有效途徑

白林林

摘要： 經(jīng)濟的發(fā)展離不開能源的支持，比如社會的各行各業(yè)都需要電力的支持。目前我國的電力生產(chǎn)方式主要是火力發(fā)電和水利發(fā)電。由于火力發(fā)電會帶來一定的污染，以及人們對可持續(xù)發(fā)展意識的不斷提高，發(fā)展可再生資源發(fā)電以及成為了各電力企業(yè)發(fā)展的方向。其中太陽能光伏發(fā)電由于利用太陽能，不僅能源來源充裕，也充分符合環(huán)保相關的要求，因此，受到電力企業(yè)的青睞。在我國西部地區(qū)，由于日照時間長，太陽能資源豐富，非常適合光伏發(fā)電。本文針對如何對并網(wǎng)光伏發(fā)電的效率進行提升做有效探討。

關鍵詞： 新形式;并網(wǎng)光伏發(fā)電;效率;可持續(xù)發(fā)展

引言

目前在我國西部地區(qū)，由于地理優(yōu)勢，日照時間長，因此，開發(fā)光伏發(fā)電具有天然的優(yōu)勢。隨著西部大開發(fā)的不斷推進，以及國家政策的支持，在我國西部地區(qū)也已經(jīng)建成了很多兆瓦級別的大型并網(wǎng)光伏發(fā)電站。隨著這些發(fā)電站的投入運用，不僅給我國西部、乃至全國提供了大量的電力能源，極大地方便了人們的生活，也促進了我國經(jīng)濟不斷發(fā)展。但是，并網(wǎng)光伏發(fā)電成本較高，且國際上的競爭也變得越來越激烈，給我國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了極大的挑戰(zhàn)。如何提高發(fā)電效率、降低光伏發(fā)電的成本已經(jīng)成為各企業(yè)不斷追求的方向。

光伏電站效率指標的定義和計算

由于光伏發(fā)電要太陽光的輸入，因此，電站的地理位置對光伏發(fā)電站的發(fā)電性能起到了關鍵性的作用。除此以外，它還和電站的光伏組件性能、集中式或是組串式，電站的設計和施工、日常的運行維護等有著緊密的關系。一般來說，光伏發(fā)電的性能可以用性能比PR、系統(tǒng)的等價發(fā)電小時數(shù)和標準等價發(fā)電小時數(shù)來衡量。PR是衡量光伏發(fā)電站的效率指標。根據(jù)相關標準GB/T 20513–2006《光伏系統(tǒng)性能監(jiān)測、測量、數(shù)據(jù)交換和分析導則》中的規(guī)定，可以對光伏發(fā)電站效率的計算方式做如下表達：

系統(tǒng)等價發(fā)電小時數(shù)Yf=E/P0

E：光伏發(fā)電站在計算效率時間段內(nèi)的凈發(fā)電量，單位為kWh。

P0：光伏發(fā)電站內(nèi)全部設備的標稱功率和，單位為kW。

標準等價發(fā)電小時數(shù)Yr=H/G

H：所有光伏在計算效率時間段內(nèi)的平均有效照射量，單位為kWh/m2。

G：標準輻射功率，單位為kW/m2。

光伏發(fā)電站效率PR指的是光伏發(fā)電站接收的太陽能輻射到電能輸出為止由于各個環(huán)節(jié)以及能量之間轉(zhuǎn)換所造成的損失，其公式為PR=Yf/Yr。

可知，Yf指越大，意味著發(fā)電量越多，而Yr越大，則意味著光伏電站接收的太陽輻射能量越多。對光伏發(fā)電站而言，PR值越高，企業(yè)用同樣的成本將會獲得更多的電力，因而更加具有競爭優(yōu)勢。

影響并網(wǎng)光伏發(fā)電效率的因素分析

光伏發(fā)電站的效率高低，會直接影響到投資收益，因此，企業(yè)需要盡其所能提高電站的發(fā)電效率。影響效率的因素很多，筆者根據(jù)工作經(jīng)驗總結了一些關鍵的影響因素，具體如下：

光伏組件的性能

光伏組件用來接收太陽能，因此，其性能是影響電站發(fā)電效率的一大主要因素。光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率、組件的標稱功率偏差、組件的光照入射率、組件的初始光致衰退效應著四個性能指標直接影響著光伏組件的性能優(yōu)劣。組件的轉(zhuǎn)換效率高，標稱功率正偏差值大、光照入射率高、光致衰退效應小，說明光伏發(fā)電站的效率高。

電池工作時的溫度

光伏電池在工作時對溫度有比較嚴格的要求，溫度過高或過低都會影響著光伏的輸出功率。例如光伏電池用的單晶硅電池，它的標準工作溫度為35°C，該電池的功率溫度系數(shù)時–0.5%/°C，這也意味著若電池溫度每上升1°C，其輸出功率就會降低0.5%。光伏電池在室外，直接受到太陽光的直射，因此很容易受到溫度的影響而降低輸出效率。

光伏組件的陽光照射充裕度

如果陽光的照射強度不好，或者由于角度問題導致陽光不能很好地被光伏組件吸收，也會影響輸出效率。此外，光伏組件表面如果有灰塵等遮擋，也會影響太陽光的吸收。因此，在安裝光伏組件時，要充分考慮陽光的照射角度。要定期對光伏組件表面進行清潔，提高其輸出效率。

光伏電站的性能對比

由于光伏發(fā)電站受到陽光輻射、氣候等因素影響比較大，因此，要對比相鄰兩座光伏發(fā)電站的優(yōu)劣，可以對性能比PR值進行對比確認;而不同地區(qū)的光伏發(fā)電站，由于太陽的照射強度差異大，且氣候差異也很明顯，因此，不能直接對等價發(fā)電小時數(shù)Yf和標準等價發(fā)電小時數(shù)Yr進行對比，而是采用經(jīng)過一定溫度修正后PR值進行對比確認。這時要用到以下的計算公式：

PRadj=PR/Tcorr

Tcorr=1+a（tm-tSTC）

式子中各字母的含義如下：

PRadj：光伏電站效率性能比;

Tcorr：溫度修正系數(shù);

a：組件的最大功率溫度系數(shù);

tm：電站接收輻射能量為權重的平均組件溫度;

tSTC：標準條件下輻射功率組件的溫度。

新形勢下提升并網(wǎng)光伏發(fā)電效率的有效策略

由于影響光伏發(fā)電站的效率因素比較多，需要很多部門聯(lián)合起來共同協(xié)作。隨著外部環(huán)境的不斷變化，在新形勢下如何提升并網(wǎng)的光伏發(fā)電效率，是一個值得深入研究的課題。筆者認為可以從以下幾個方面進行考慮：

設備的選擇。各設備組件的優(yōu)選和逆變器是非常關鍵的。對于不同的組件或者逆變器的發(fā)電量進行對比確認，確定性價比最高的設備組合;

不斷優(yōu)化系統(tǒng)，提高集成化程度和新技術的運用。集成化的系統(tǒng)，不僅能降低成本，也會提升系統(tǒng)的效率;運用國際上新技術和新工藝，促進各環(huán)節(jié)的效率提升;建立相關的數(shù)據(jù)庫和難題研究庫，提高數(shù)據(jù)的共享化程度，為各種技術難題提供參考性意見，便于問題的迅速解決。

通過提高光伏發(fā)電站的設計水平來提升發(fā)電效率，包括光伏組件安裝的地理位置、當?shù)氐臍夂驐l件、生態(tài)環(huán)境和風險控制等來設計最優(yōu)化的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

加強日常對電站效率檢測和設備的維護工作。通過及時的檢測，并將數(shù)據(jù)做動態(tài)管理，可以隨時了解電站的狀態(tài)。并可以根據(jù)測量的結果優(yōu)化工藝方案，不斷提高光伏電站的性能和效率。

結語

隨著人們對地球資源越來越重視，以及對環(huán)保的要求越來越高，新能源可持續(xù)發(fā)展成為國家電力發(fā)展的必然趨勢。隨著技術的日新月異，光伏發(fā)電并網(wǎng)的運用越來越深入。通過各種有效措施提高其發(fā)電效率，從電力企業(yè)的角度來說，提高了自身的市場競爭力，而對于整個人類居住的地球而言，是可持續(xù)發(fā)展不斷深入體現(xiàn)。

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