影響并網(wǎng)光伏電站發(fā)電量的因素.doc

精品文檔影響并網(wǎng)光伏電站發(fā)電量的因素影響并網(wǎng)光伏電站發(fā)電量的因素 摘 要：提高光伏并網(wǎng)電站的發(fā)電量，不僅可以提高光伏系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，更有利于清潔能源事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu)，促進(jìn)節(jié)能減排。本文對(duì)光伏并網(wǎng)電站的發(fā)電量從系統(tǒng)上進(jìn)行各方面研究，闡述影響發(fā)電量的因素，同時(shí)相應(yīng)提出提高發(fā)電量的實(shí)際可行措施。 關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)電站；發(fā)電量；系統(tǒng)效率 中圖分類號(hào)：TM621文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 1、引言 太陽(yáng)能資源是儲(chǔ)藏量最大、最具開發(fā)利用價(jià)值的可再生能源。我國(guó)屬太陽(yáng)能資源豐富的國(guó)家之一，全國(guó)總面積2/3以上地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2000小時(shí)。據(jù)預(yù)測(cè)，2020年全球光伏發(fā)電預(yù)計(jì)占發(fā)電量的1%；2040年將占到發(fā)電量的21%；2050年左右，太陽(yáng)能將成為全球主力替代能源。 目前，國(guó)家對(duì)光伏發(fā)電的補(bǔ)貼主要有三種，一種是光電建筑的投資補(bǔ)貼，一種是金太陽(yáng)示范工程對(duì)建設(shè)光伏電站初始化投資的補(bǔ)貼，還有一種是上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼，按當(dāng)前政策導(dǎo)向，前兩者將逐漸被上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼所替代。 因此必須提高光伏發(fā)電量，提高投資的收益率，才能保證光伏產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，以適應(yīng)中國(guó)強(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和節(jié)能減排需要。 2、太陽(yáng)能發(fā)電的應(yīng)用 目前光伏發(fā)電主要分為離網(wǎng)光伏發(fā)電和并網(wǎng)光伏發(fā)電。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)由于電能需要蓄電池儲(chǔ)存，一般蓄電池的正常使用壽命只有5年左右，且蓄電池價(jià)格又比較高，所以離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)整體造價(jià)和維護(hù)成本比較高，不宜將電站做得太大。 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，可分為集中式光伏電站并網(wǎng)和屋頂光伏系統(tǒng)并網(wǎng)兩種，前者一般為兆瓦級(jí)以上，地面電站居多，后者則為幾千瓦到百千瓦之間。并網(wǎng)式光伏發(fā)電是指通過并網(wǎng)逆變器，將光伏組件的直流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換成交流電力，并入常規(guī)電網(wǎng)，與常規(guī)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)電能的雙向傳輸。當(dāng)用戶欠電時(shí)，可從電網(wǎng)中得到補(bǔ)充；當(dāng)光伏發(fā)電過剩時(shí)，可將多余電力饋入電網(wǎng)，解決了獨(dú)立光伏發(fā)電不連續(xù)、不穩(wěn)定的問題。 3、太陽(yáng)能發(fā)電的現(xiàn)狀 2009年以前，由于發(fā)電成本過高，普遍民眾承受能力有限，光伏電站建設(shè)沒有在我國(guó)大規(guī)模鋪開，只是有少數(shù)示范項(xiàng)目在運(yùn)行。2009年以來(lái)，光伏產(chǎn)業(yè)受到財(cái)政部光電建筑補(bǔ)貼政策和金太陽(yáng)示范工程等的刺激，加上國(guó)外光伏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，企業(yè)存在開拓國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的迫切需要，光伏電站建設(shè)開始在我國(guó)一些地區(qū)陸續(xù)開展起來(lái)。光伏發(fā)電已經(jīng)成為可再生能源領(lǐng)域中繼風(fēng)力發(fā)電之后產(chǎn)業(yè)化發(fā)展最快、最大的產(chǎn)業(yè)，我國(guó)已經(jīng)是全球最大的光伏產(chǎn)業(yè)國(guó)家之一。2012年中國(guó)光伏裝機(jī)4.5GW，增速達(dá)到66%，累計(jì)裝機(jī)量近8GW，預(yù)計(jì)2013年新增裝機(jī)10GW。 目前，光伏電價(jià)相對(duì)于火電等常規(guī)能源已開始具備競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)家發(fā)改委關(guān)于完善光伏發(fā)電價(jià)格政策通知的意見稿，對(duì)下一步光伏發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)提出了新的實(shí)施方案，根據(jù)各地太陽(yáng)能資源狀況和工程建設(shè)條件，將全國(guó)分為四類太陽(yáng)能資源區(qū)，制定了相應(yīng)的標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)。光伏電站標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)高出當(dāng)?shù)厝济簷C(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)(含脫硫、脫硝電價(jià))的部分，仍然通過可再生能源發(fā)展基金進(jìn)行補(bǔ)貼。 新的意見稿對(duì)分布式發(fā)電和大型地面電站發(fā)電進(jìn)行了區(qū)分。此中，大型地面電站根據(jù)各地光照條件的不同，分成四類資源區(qū)，施行0.75-1元/度四個(gè)區(qū)間上網(wǎng)電價(jià)；分布式發(fā)電電價(jià)補(bǔ)貼為0.35元/度。 制定光伏上網(wǎng)電價(jià)，既是國(guó)家發(fā)展改革委價(jià)格司一貫的主張，也是業(yè)界的呼聲，符合可再生能源法的要求，也是一個(gè)趨勢(shì)。作為光伏發(fā)電企業(yè)，必須通過光伏發(fā)電量來(lái)保證自己的經(jīng)營(yíng)收入，電價(jià)是發(fā)電企業(yè)保證經(jīng)營(yíng)收入的基本條件。通過電價(jià)機(jī)制進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)節(jié)，符合發(fā)電企業(yè)經(jīng)營(yíng)的基本規(guī)律。 4、影響光伏發(fā)電量的因素 影響光伏發(fā)電量的因素很多，作者根據(jù)自身的光伏工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從設(shè)計(jì)、設(shè)備、施工、運(yùn)行維護(hù)等方面進(jìn)行分析光伏電站。 4.1光伏電站的選址 光伏電站的選址不合理，體現(xiàn)有：設(shè)計(jì)屋頂光伏電站只考慮陰影情況、屋頂面積，忽視屋頂載荷條件、當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)力等級(jí)；不考慮當(dāng)?shù)靥?yáng)能資源情況是否適合建設(shè)光伏電站，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)電量低，與國(guó)家建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的初衷不符；不考慮既有配電系統(tǒng)是否有足夠的接入條件，導(dǎo)致接入系統(tǒng)批準(zhǔn)困難，最終光伏系統(tǒng)限電運(yùn)行，沒法充分利用綠色能源。 4.2組件選型、安裝 1）組件溫度因子 光伏組件溫度因子通常為0.45度，光伏電池的效率會(huì)隨著其工作時(shí)的溫度變化而變化。當(dāng)它們的溫度升高時(shí)，不同類型的大多數(shù)光電池效率呈現(xiàn)出降低趨勢(shì)。設(shè)計(jì)組件安裝節(jié)點(diǎn)時(shí)需注意組件的安裝部位通風(fēng)散熱條件是否良好。 2）陰影遮擋 組件對(duì)陰影遮擋非常敏感，當(dāng)光伏組件上有灰塵或積水造成的污染，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，經(jīng)常受雨水沖洗的光伏組件其影響平均在24%之間，無(wú)雨水沖洗較臟的光伏組件其影響平均在810%之間?？紤]到建設(shè)光伏電站的清洗系統(tǒng)不具備條件或成本高，光伏電站設(shè)計(jì)時(shí)需考慮根據(jù)當(dāng)?shù)氐闹鲗?dǎo)風(fēng)向、雨水情況，設(shè)計(jì)合理的組件安裝傾角，使組件盡可能保持清潔。 現(xiàn)在我國(guó)絕大部分大型光伏電站都分布在西北地區(qū)，而西北地區(qū)又是我國(guó)沙塵暴比較嚴(yán)重的地區(qū)，灰塵對(duì)電站發(fā)電量的影響直接決定了投資人的投資回報(bào)率，所以建議光伏電站的管理人員能提高對(duì)降塵損失率的重視程度，做好定期的清洗工作；及時(shí)處理陣列間雜草，防止雜草陰影落到組件表面上等。 3）組件的差異性 組件存在凡是串連就會(huì)由于組件的電流差異造成電流損失，凡是并連就會(huì)由于組件的電壓差異造成電壓損失的問題。組合損失可以達(dá)到8%以上，對(duì)發(fā)電量影響非常大。 為了減少組合損失，應(yīng)該在電站安裝前嚴(yán)格挑選電流一致的組件串聯(lián)。組件的衰減特性盡可能一致。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-9535規(guī)定，太陽(yáng)電池組件的最大輸出功率在規(guī)定條件下試驗(yàn)后檢測(cè)，其衰減不得超過8% ；必要時(shí)加裝防反隔離二極管。 4）組件的PID效應(yīng) 光伏組件的電位誘發(fā)衰減效應(yīng)（PID，PotentialInducedDegradation）引發(fā)光伏電站在工作三、四年后發(fā)生發(fā)電量大幅衰減。PID的真正原因到目前為止沒有明確的定論，但各個(gè)光伏電池組件廠和研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)表明，PID與電池、玻璃、膠膜、溫度、濕度和電壓有關(guān)。因此建議采購(gòu)組件時(shí)明確要求把抗PID寫入合同，并隨機(jī)抽檢。 4.3 逆變器的選型 在光伏電站系統(tǒng)中，逆變器的成本不大，但卻是發(fā)電效率的決定者，在光伏電站中，當(dāng)組件等配件完全一致時(shí)，選擇不同的逆變器，系統(tǒng)的總發(fā)電量有5%到10%的差別。系統(tǒng)安裝成功能發(fā)電后，逆變器就成了決定性的因素。所以選擇總發(fā)電量高的逆變器，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。 逆變器的選型要點(diǎn)：逆變器的故障率低、逆變效率高、MPPT精度高，跟蹤范圍寬、輸出的電流諧波含量小、具備完善的保護(hù)和報(bào)警功能， 4.4 變壓器的選型 太陽(yáng)能光伏發(fā)電場(chǎng)的實(shí)際輸出功率隨光照強(qiáng)度的變化而變化，白天光照強(qiáng)度最強(qiáng)時(shí)，發(fā)電裝置輸出功率最大，夜晚幾乎無(wú)光照以后，輸出功率基本為零，空載損耗尤為突出。不論發(fā)電裝置是否輸出功率，只要變壓器接入系統(tǒng)，變壓器始終產(chǎn)生空載損耗。因此降低變壓器空載損耗對(duì)于工程的實(shí)際節(jié)能效果、提高發(fā)電量的意義重大。 4.5 光伏電站內(nèi)用電、線損等能量損失 系統(tǒng)的直流、交流回路的線損要控制在5%以內(nèi)。為此，設(shè)計(jì)上要對(duì)組件的串并聯(lián)方式進(jìn)行優(yōu)化，大型電站設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)總平面布置時(shí)進(jìn)行方案對(duì)比，從經(jīng)濟(jì)性、線纜使用量、線損等角度進(jìn)行對(duì)比，采用最優(yōu)方案。 施工過程中采用導(dǎo)電性能好的導(dǎo)線，導(dǎo)線需要有足夠的直徑，不允許偷工減料。系統(tǒng)維護(hù)中要特別注意接插件以及接線端子是否牢固。 4.6利用監(jiān)控系統(tǒng)提高處理光伏系統(tǒng)故障的速度 光伏電站雖然可以無(wú)人值守，但容易出現(xiàn)一些小問題，比如，匯流箱的保險(xiǎn)絲燒壞、二極管燒壞、光伏陣列中的組件損壞等，需要專人定期查看監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)電量，對(duì)比各個(gè)組串回路的電流等參數(shù)，及早消缺，從而提高系統(tǒng)的使用效率。 5、結(jié)論 相同容量的并網(wǎng)光伏電站，即使安裝在同一地點(diǎn)，發(fā)電量也可能相差很大，必須加以仔細(xì)分析。影響并網(wǎng)光伏電站的發(fā)電量的因素很多，這些因素有些可以在設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行過程中采取措施，加以改進(jìn)。 總之，在建造并網(wǎng)光伏電站的過程中