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(guān)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(guān)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(guān)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(shè)計和施工、日常的運行維護等有著緊密的關(guān)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(guān)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(dǎo)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(shè)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(jié)了一些關(guān)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(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(quán)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(shè)備的選擇。各設(shè)備組件的優(yōu)選和逆變器是非常關(guān)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(shè)備組合;

不斷優(yōu)化系統(tǒng)，提高集成化程度和新技術(shù)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(shù)和新工藝，促進各環(huán)節(jié)的效率提升;建立相關(guān)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(shù)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(shè)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(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、生態(tài)環(huán)境和風(fēng)險控制等來設(shè)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(shè)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(jié)果優(yōu)化工藝方案，不斷提高光伏電站的性能和效率。

結(jié)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(shù)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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