光伏电站发电量影响因素分析
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摘要：随着我国发展新能源产业诸多利好政策的出台和新能源并网接入技术条件的日趋成熟，国内大、中型集中式光伏电站和分布式电站陆续并网。面对激烈的新能源市场竞争，并网光伏电站的稳定运行和高效发电，将影响企业的持续健康发展。
中图分类号： TU271.1文献标识码： A
引言
提高光伏并网电站的发电量，不仅可以提高光伏系统的经济效益，更有利于清洁能源事业的持续发展，优化我国能源结构，促进节能减排。因此必须提高光伏发电量，提高投资的收益率，才能保证光伏产业的持续健康发展，以适应中国强劲的经济增长和节能减排需要。
一、太阳能发电的应用
目前光伏发电主要分为离网光伏发电和并网光伏发电。离网光伏发电系统由于电能需要蓄电池储存，一般蓄电池的正常使用寿命只有5年左右，且蓄电池价格又比较高，所以离网光伏发电系统整体造价和维护成本比较高，不宜将电站做得太大。
光伏并网发电系统，可分为集中式光伏电站并网和屋顶光伏系统并网两种，前者一般为兆瓦级以上，地面电站居多，后者则为几千瓦到百千瓦之间。并网式光伏发电是指通过并网逆变器，将光伏组件的直流电进行转换成交流电力，并入常规电网，与常规电网实现电能的双向传输。当用户欠电时，可从电网中得到补充；当光伏发电过剩时，可将多余电力馈入电网，解决了独立光伏发电不连续、不稳定的问题。
二、太阳能发电的现状
2009年以前，由于发电成本过高，普遍民众承受能力有限，光伏电站建设没有在我国大规模铺开，只是有少数示范项目在运行。2009年以来，光伏产业受到财政部光电建筑补贴政策和金太阳示范工程等的刺激，加上国外光伏市场竞争加剧，企业存在开拓国内市场的迫切需要，光伏电站建设开始在我国一些地区陆续开展起来。光伏发电已经成为可再生能源领域中继风力发电之后产业化发展最快、最大的产业，我国已经是全球最大的光伏产业国家之一。2012年中国光伏装机4.5GW，增速达到66%，累计装机量近8GW，预计2013年新增装机10GW。
目前，光伏电价相对于火电等常规能源已开始具备竞争力。国家发改委《关于完善光伏发电价格政策通知》的意见稿，对下一步光伏发电上网电价提出了新的实施方案，根据各地太阳能资源状况和工程建设条件，将全国分为四类太阳能资源区，制定了相应的标杆上网电价。光伏电站标杆上网电价高出当地燃煤机组标杆上网电价(含脱硫、脱硝电价)的部分，仍然通过可再生能源发展基金进行补贴。
新的意见稿对分布式发电和大型地面电站发电进行了区分。此中，大型地面电站根据各地光照条件的不同，分成四类资源区，施行0.75-1元/度四个区间上网电价；分布式发电电价补贴为0.35元/度。
制定光伏上网电价，既是国家发展改革委价格司一贯的主张，也是业界的呼声，符合可再生能源法的要求，也是一个趋势。作为光伏发电企业，必须通过光伏发电量来保证自己的经营收入，电价是发电企业保证经营收入的基本条件。通过电价机制进行市场调节，符合发电企业经营的基本规律。
三、光伏发电量影响因素
光伏电站进行发电量测算时，除考虑当地光辐照度、日照时间、环境温度等因素外，还要考虑光照入射角对不同种类电池转换效率的影响、电池板不匹配损耗、组件连接损耗、电池衰减损耗、组件遮挡损耗、温度影响、电气设备损耗、设备故障维护损耗等。
1、光照入射角对不同种类电池转换效率的影响
光照入射角包括方位角和倾角，参阅有关文献，多个光照倾角下各类电池组件实际转换效率对比试验，得出结论为：倾角对晶硅电池和非晶硅电池转换效率影响趋势一致，但受倾角影响的转换效率变化幅度晶硅电池弱于非晶硅电池。
2、电池板不匹配损耗
该类损耗影响发电量约1.3%。并网光伏电站的电池方阵进行电池组件串、并联时，理想状态是将工作电流基本相同的串联在一起，再将组件串中工作电压基本相同的并联在一起。但在实际安装时很难做到，而且每一组件，其最佳工作电压和电流不一定完全相同，造成整个方阵的总功率小于各个组件的功率之和。
3、组件选型、安装
3.1组件温度因子
光伏组件温度因子通常为0.45%/度，光伏电池的效率会随着其工作时的温度变化而变化。当它们的温度升高时，不同类型的大多数光电池效率呈现出降低趋势。设计组件安装节点时需注意组件的安装部位通风散热条件是否良好。
3.2阴影遮挡
组件对阴影遮挡非常敏感，当光伏组件上有灰尘或积水造成的污染，根据统计，经常受雨水冲洗的光伏组件其影响平均在2-4%之间，无雨水冲洗较脏的光伏组件其影响平均在8-10%之间。考虑到建设光伏电站的清洗系统不具备条件或成本高，光伏电站设计时需考虑根据当地的主导风向、雨水情况，设计合理的组件安装倾角，使组件尽可能保持清洁。
现在我国绝大部分大型光伏电站都分布在西北地区，而西北地区又是我国沙尘暴比较严重的地区，灰尘对电站发电量的影响直接决定了投资人的投资回报率，所以建议光伏电站的管理人员能提高对降尘损失率的重视程度，做好定期的清洗工作；及时处理阵列间杂草，防止杂草阴影落到组件表面上等。
3.3组件的差异性
组件存在凡是串连就会由于组件的电流差异造成电流损失，凡是并连就会由于组件的电压差异造成电压损失的问题。组合损失可以达到8%以上，对发电量影响非常大。
为了减少组合损失，应该在电站安装前严格挑选电流一致的组件串联。组件的衰减特性尽可能一致。根据国家标准GB/T--9535规定，太阳电池组件的最大输出功率在规定条件下试验后检测，其衰减不得超过8%；必要时加装防反隔离二极管。
3.4组件的PID效应
光伏组件的电位诱发衰减效应（PID，PotentialInducedDegradation）引发光伏电站在工作三、四年后发生发电量大幅衰减。PID的真正原因到目前为止没有明确的定论，但各个光伏电池组件厂和研究机构的数据表明，PID与电池、玻璃、胶膜、温度、湿度和电压有关。因此建议采购组件时明确要求把抗PID写入合同，并随机抽检。
4、电池衰减损耗
该类损耗影响发电量每年减少约1%。多晶硅光伏组件的老化衰减，主要是由于电池的缓慢衰减以及封装材料的性能退化所造成，导致组件主材性能退化的主要原因是紫外线的照射。
5、遮挡损耗
该类损耗影响发电量约 5%。实际运行中，当电池方阵表面沉积灰尘或积雪时没有及时清洗，或有树叶、鸟粪等遮挡物长期存在电池组件上，不仅会影响系统发电量，而且遮挡物形成局部阴影，使组件局部长期发热，甚至引起热斑效应，产生的温度超过一定极限将会烧爆玻璃。
6、温度影响
该类损耗影响发电量约4.5%。太阳能电池组件的额定功率是在标准测试条件下测定的，如果运行时，电池的温度高于25℃，输出功率将会减少。因为电池组件的光电转换效率随温度的增加而下降，太阳能电池温度每升高1℃，功率减少0.35%。
7、电气设备损耗
该损耗包括逆变器损耗、变压器损耗、直流和交流电缆损耗，影响发电量分别约为3%、2.5%、2%。
8、系统故障及维护损耗
该类损耗影响发电量约0.5%。实际运行中，发生电池组件破损、汇流箱内公母头烧损等故障后进行维护处理会影响发电量。
结束语
总而言之，在并网光伏电站的建造过程中，要重视每个细节、具体步骤，使得光伏方阵面上尽量接收到最多的太阳辐射量，同时在每个环节减少能量损失，人为控制改善光伏电站的系统运行环境，促使光伏电站发挥最大的经济和社会效益。
参考文献
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