影响光伏发电的因素有哪些?
光伏发电作为可再生能源的重要组成部分,越来越受到全球范围内的关注和使用。然而,光伏发电的效率和产量受到气象条件的影响。
在光伏发电系统中,太阳能电池板将太阳光转化为电能。这种转换过程受到太阳辐射、温度、风速和湿度等气象因素的直接影响。这些发电功率计算需要的参数均可以由羲和能源大数据平台 (xihe-energy.com)提供。接下来,我们将详细介绍气象因素对光伏发电的影响。
- 太阳辐射:太阳辐射的强度是光伏发电的首要因素,对光伏发电有着重要的影响。太阳辐射的强度决定了光伏发电系统的产量,较高的太阳辐射意味着更多的能量输入,从而提高发电量。此外,太阳辐射的角度和预测也影响着光伏发电的效率和规划。因此,充足的太阳辐射和合理的太阳辐射管理是实现高效光伏发电的关键因素。
- 温度:温度对光伏发电有着显著的影响。温度的升高会导致光伏电池板的效率降低,高温环境下光伏发电系统的产量会受到一定程度的影响。合理的散热设计和温度补偿措施可以帮助减少温度对光伏发电系统效率的影响,提高系统的整体性能。因此,在光伏发电系统的设计和运维中,需要考虑并管理温度对系统产量的影响。
- 风速:风速对于光伏发电系统的散热非常重要。适度的风速可以降低光伏电池板的温度,提高系统的效率。此外,风速也与光伏组件的安装结构和稳定性相关,过高的风速可能对光伏组件的稳定性造成影响。因此,在光伏发电系统的设计和布局中,需要综合考虑风速因素,合理选择光伏组件的安装角度和结构,以及采取适当的风险管理措施,以确保系统的安全稳定运行。
- 湿度:湿度主要影响光伏系统的散热效果和大气透明度。较高的湿度可能会导致光伏组件表面积水或结露,降低光的透过率,进而降低发电效率。然而,这种影响通常是暂时的,因为自然条件下,水分会蒸发或被阳光照射而蒸发。
- 云量:云量对光伏发电有明显的影响。云量的增加会减少太阳辐射的强度和稳定性,从而降低光伏发电系统的产量。云层阻挡了太阳光的直接照射,使得光能无法充分地被光伏电池吸收和转化。尤其在密集的阴云或暴雨天气下,光伏发电的产量会显著下降。
数据来源引用:羲和能源大数据平台(xihe-energy.com)
在平台中,根据气象数据,模拟在某个地理位置预设光伏电站,或还原某光伏电站的历史发电功率曲线。通过明确地点、时间、数据源及光伏电站参数,可以得到精准的小时级功率曲线。
平台可根据历史多个气象数据,精准计算地区光照资源,并给出光伏最优建设方案。结合拟建设电站参数,一键生成光伏电站项目建议书/申请书,极大降低工程前期难度。
总的来说,气象因素对光伏发电有着重要影响。为了最大限度地提高光伏发电系统的效率和产量,我们需要充分了解和考虑这些气象因素,并在系统设计、运维和规划中采取相应的措施。通过平台获得准确的气象数据和预测信息,可以优化光伏发电系统的性能,最大限度地提高光伏发电的效率和产量,实现能源效率和可再生能源的最大化利用。
1.太阳能资源
在光伏电站实际装机容量一定的情况下,光伏系统的发电量是由太阳的辐射强度决定的,太阳辐射量与发电量呈正相关关系。太阳的辐射强度、光谱特性是随着气象条件而改变的。
2.组件安装方式
同一地区不同安装角度的倾斜面辐射量不一样,倾斜面辐射量可通过调整电池板倾角(支架采用固定可调式)或加装跟踪设备(支架采用跟踪式)来增加。
3.逆变器容量配比
逆变器容量配比指逆变器的额定功率与所带光伏组件容量的比例。
由于光伏组件的发电量传送到逆变器,中间会有很多环节造成折减,且逆变器、箱变等设备大部分时间是没有办法达到满负荷运转的,因此,光伏组件容量应略大于逆变器额定容量。根据经验,在太阳能资源较好的地区,光伏组件:逆变器=1.2:1是一个最佳的设计比例。
4.组件串并联匹配
组件串联会由于组件的电流差异造成电流损失,组串并联会由于组串的电压差异造成电压损失。
CNCA/CTS00X-2014《并网光伏电站性能检测与质量评估技术规范》(征求意见稿)中:要求组件串联失配损失最高不应超过2%。
5.组件遮挡
组件遮挡包括灰尘遮挡、积雪遮挡、杂草、树木、电池板及其他建筑物等遮挡,遮挡会降低组件接收到的辐射量,影响组件散热,从而引起组件输出功率下降,还有可能导致热斑。
6.组件温度特性
随着晶体硅电池温度的增加,开路电压减少,在20-100℃范围,大约每升高1℃每片电池的电压减少2mV;而电流随温度的增加略有上升。总的来说,温度升高太阳电池的功率下降,典型功率温度系数为-0.35%/℃,即电池温度每升高1℃,则功率减少0.35%。
7.组件功率衰减
组件功率的衰减是指随着光照时间的增长,组件输出功率逐渐下降的现象。组件衰减与组件本身的特性有关。其衰减现象可大致分为三类:破坏性因素导致的组件功率骤然衰减;组件初始的光致衰减;组件的老化衰减。
CNCA/CTS00X-2014《并网光伏电站性能检测与质量评估技术规范》多晶硅组件1年内衰降率不超过2.5%,2年内衰降率不超过3.2%;单晶硅组件1年内衰降不应超过3.0%,2年内衰降不应超过4.2%。
8.设备运行稳定性
光伏发电系统中设备故障停机直接影响电站的发电量,如逆变器以上的交流设备若发生故障停机,那么造成的损失电量将是巨大的。另外,设备虽然在运行但是不在最佳性能状态运行,也会造成电量损失。
9.例行维护
例行维护检修是电站必须进行的工作,安排好检修计划可以减少损失电量。电站应结合自身情况,合理制定检修时间,同时应提升检修的工作效率,减少电站因正常维护检修而损失的发电量。
10.电网消纳
由于电网消纳的原因,一些地区电网调度要求光伏电站限功率运行。
总结
影响光伏电站发电量的因素有太阳能资源、组件安装方式、逆变器容量配比、组件串并联匹配、组件遮挡、组件温度特性、组件功率衰减、设备运维稳定性、例行维护和电网消纳等方面,这些因素都不同程度的影响电站的发电量。