集中式光伏電站發(fā)電效率提升策略

程榮

摘 要：近年來科技發(fā)展十分迅速，電力企業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)模式愈發(fā)完善，在電力企業(yè)發(fā)展中，集中式光伏電站的運行受到了諸多因素影響，需要結(jié)合運行情況對集中式光伏電站運行效率進行提升。本文對集中式光伏電站的發(fā)電效率現(xiàn)狀進行了調(diào)查，同時分析了影響集中式光伏電站效率的因素，對如何提升集中式光伏電站的發(fā)電效率制定了相應提升策略。

關(guān)鍵詞：集中式;光伏電站;腐化;提升策略

1 前言

集中式光伏電站的發(fā)電量，即發(fā)電效率主要由三個因素來決定：一是裝機容量;二是峰值小時數(shù);三是系統(tǒng)效率。當集中式光伏電站的地點和規(guī)模確定以后，前兩個因素基本上已經(jīng)定了，要想提高集中式光伏電站的發(fā)電效率，只能從“系統(tǒng)效率”上下功夫。集中式光伏電站在運行中受諸多因素的影響，導致其對電力的生產(chǎn)與輸送形成阻礙，只有制定針對性的效率提升方法，才能全面提高集中式光伏電站的發(fā)電效率，以及順利的輸入電網(wǎng)。

2 影響發(fā)電效率的因素

集中式光伏電站在實際操作過程中通過太陽光能的照射進行發(fā)電，在光源強烈的時候才能夠使集中式光伏電站產(chǎn)生足夠的電力輸送。集中式光伏電站發(fā)電效率可達87.22%，如表1所示。

2.1 自然因素

2.1.1 溫度影響折減

溫度是光伏組件受影響的一個重要參數(shù)。一般情況下，晶硅電池的溫度系數(shù)為-0.35～-0.45%/℃，非晶硅電池的溫度系數(shù)為-0.2%/℃，而光伏組件的溫度并不等于環(huán)境溫度。如在正午12點前后時間段，太陽輻射處于峰值。

2.1.2 不可利用的輻射

伏電站獲得的總輻射量值，包括各種輻射強度的直接輻射、散射輻射、反射輻射，并非所有的輻射都能利用于發(fā)電。如，逆變器需要在輻照度大于50W/m2時才能啟動發(fā)電，輻照度在100W/m2以下時輸出功率極低，即使在陽光好的地方或時間段，也有無法利用的太陽能輻射。

2.1.3 灰塵、遮擋損耗

灰塵的覆蓋，以及遮擋對光伏組件的發(fā)電量影響較大，灰塵密度越大，遮擋越嚴重，則發(fā)電效率下降越多，隨著時間的推移灰塵在靜態(tài)下密度達到12.64g/m3時，對發(fā)電效率的影響可達20%。

2.2 設(shè)備因素

光伏電站發(fā)電的過程是多種設(shè)備結(jié)合的過程，如果某一部分出現(xiàn)故障，就會影響整體的電力生產(chǎn)，對于電力供應的效果也會有所降低，設(shè)備因素是影響光伏系統(tǒng)效率的最主要原因。

2.2.1 逆變器、交流并網(wǎng)的效率

雖然逆變器效率考慮了不同負載率后的加權(quán)轉(zhuǎn)換效率，但實際使用中，加權(quán)效率能達到97.5%左右，逆變器由于跟蹤的滯后也會造成能量損失;同時，交流并網(wǎng)在升壓的過程中能量損失可達5%。

2.2.2 設(shè)備故障

集中式光伏電站減少發(fā)電量一半都是來自于設(shè)備故障。所以，在設(shè)計時要嚴格做好各設(shè)備的組件匹配、MPPT精度、直流線路等選型，以提升整體運行能力。

2.2.3 零件腐化

工作環(huán)境會對機械設(shè)備的工作效率帶來一定的影響，同時也會導致機械設(shè)備的腐蝕。當物體與外界環(huán)境形成化學反應或電化學反應時，從根本上導致了材料的劣化和破壞。很多時候，因過早變質(zhì)而使材料失效的現(xiàn)象頻頻發(fā)生。由于這個原因造成資源浪費和能源消耗不在少數(shù)。一般來說，幾乎所有的物體都有腐蝕、材料退化和破壞。

2.3 人為因素

2.3.1 設(shè)計不當

設(shè)計集中式光伏電站考慮的大多是提高發(fā)電量及降低建設(shè)成本的問題，對選址及后期的維護工作考慮少。如造成發(fā)電量損失最嚴重的就是“間距設(shè)計不當”。由于光伏電站大都采用豎向布置，下沿的少量遮擋往往會造成整個組串輸出功率極具下降，造成的發(fā)電量損失。另外，高差所帶來的遮擋折減，較高的建（構(gòu)）筑物對光伏陣列造成遮擋也會影響發(fā)電效率。

2.3.2 清潔不及時

由于集中式光伏電站范圍大，清潔自動化水平不高，水沖用水量及人工勞動強度大，如一次沙塵暴可能會造成發(fā)電量直接降低5%以上，及時有效清潔管理難度大。

3 發(fā)電效率提升策略

為確保整個電力系統(tǒng)的良好運行，各種能量輸出功率能夠有效調(diào)節(jié)，滿足負荷，有效跟蹤，提供更安全穩(wěn)定的電力服務。要提高集中式光伏發(fā)電站的電能傳輸，就要解決自然環(huán)境因素、設(shè)備因素和人為因素的影響。

3.1 減少自然因素影響

增加光伏組件上光的來源主要有直接照射到光伏組件上的部分和間接照射到電池組件上的部分：一是在光伏方陣間隔建設(shè)光滑面，使照射到這部分的陽光通過反射裝置，反射到光伏組件上;二是在光伏支架上安裝固定裝置，固定裝置內(nèi)裝置反射面，反射面位于光伏組件上部，使照射到這部分的陽光反射到太陽能光伏組件上，并且反射裝置可以通過旋轉(zhuǎn)裝置跟蹤旋轉(zhuǎn)。同時，在光伏方陣中間種植綠色植物，增設(shè)綠化帶，不但可以有效的防止風沙和揚塵，提高發(fā)電轉(zhuǎn)換效率，還能改變生態(tài)，美化環(huán)境。通過對光伏板噴水、灑水清洗，水流到地上正好給植被澆水，全面吸收利用。

3.2 采用先進智能設(shè)備

一是積極采用微型逆變器并網(wǎng)技術(shù)，將逆變器直接與單個光伏組件集成，為每個光伏組件單獨配備一個具備交直流轉(zhuǎn)換功能和最大功率點跟蹤功能的逆變器模塊，將光伏組件發(fā)出的電能直接轉(zhuǎn)換成交流電能供交流負載使用或傳輸?shù)诫娋W(wǎng)。把旁路二極管適配到每個組件接線盒旁，以防止“熱點效應”的產(chǎn)生，并將部分遮陽或電池芯片故障對系統(tǒng)效率的損害降至最低。同時，在太陽方陣的直流對流盒中設(shè)置反二極管，以防止平行元件串之間形成回路，造成能量浪費，降低元件壽命;二是充分利用空間加裝擴展，適應不同安裝方向和角度的監(jiān)控檢測系統(tǒng)，將微逆變器技術(shù)與電力線載波通信技術(shù)相結(jié)合，通過電網(wǎng)交流母線采集各個微逆變器和光伏組件的輸出功率，以及狀態(tài)信息，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的監(jiān)控。同時，優(yōu)化通信線路，減少系統(tǒng)連線負擔，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高發(fā)電效益;三是從整體出發(fā)，電力企業(yè)應根據(jù)實際環(huán)境條件，選用一些自身化學性能或者耐腐蝕性能屬性強的機械設(shè)備。安裝機械設(shè)備后，改進和升級防腐工作，使化工機械的防腐性能得到有效的提高。在此過程中，機械還可以接觸到外部介質(zhì)的金屬表面涂裝，通過防腐材料進行改進。最終，機械金屬表面與外界介質(zhì)發(fā)生化學反應，防止腐蝕問題的發(fā)生。同時，在重點管理過程中時刻關(guān)注電化學腐蝕，在進行化學機械腐蝕防護工作時，經(jīng)常在海水、河水和土壤中采用電化學腐蝕防腐措施，順利的情況下可以選用陽極犧牲的方法，這往往涉及到鎂、鋅、鋁等材料。

4 結(jié)語

集中式光伏電站發(fā)電效率雖然提升，但是需要明確其制約因素，采取動態(tài)治理措施，加大日常管理力度，將集中式發(fā)電站進標準化設(shè)計、行標準化建設(shè)、標準化管理，實現(xiàn)動態(tài)達標，定期維護電站的運行，全面提升集中式光伏電站的電力供應效率，為項目建設(shè)贏得安全效益、經(jīng)濟效益和社會效益。

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