摘 要：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。本文对光伏并网电站的发电量从系统上进行各方面研究，阐述影响发电量的因素，同时相应提出提高发电量的实际可行措施。 关键词：光伏并网电站；发电量；系统效率 1、引言 太阳能资源是储藏量最大、最具开发利用价值的可再生能源。我国属太阳能资源丰富的国家之一，全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2000小时。据预测，2020年全球光伏发电预计占发电量的1%；2040年将占到发电量的21%；2050年左右，太阳能将成为全球主力替代能源。 目前，国家对光伏发电的补贴主要有三种，一种是光电建筑的投资补贴，一种是金太阳示范工程对建设光伏电站初始化投资的补贴，还有一种是上网电价补贴，按当前政策导向，前两者将逐渐被上网电价补贴所替代。 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。 2、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。 3、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。 4、影响光伏发电量的因素 影响光伏发电量的因素很多，作者根据自身的光伏工程设计经验，从设计、设备、施工、运行维护等方面进行分析光伏电站。 4.1光伏电站的选址 光伏电站的选址不合理，体现有：设计屋顶光伏电站只考虑阴影情况、屋顶面积，忽视屋顶载荷条件、当地的风力等级；不考虑当地太阳能资源情况是否适合建设光伏电站，导致系统发电量低，与国家建设节约型社会的初衷不符；不考虑既有配电系统是否有足够的接入条件，导致接入系统批准困难，最终光伏系统限电运行，没法充分利用绿色能源。 4.2组件选型、安装 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。 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）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。 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。 4.3 逆变器的选型 在光伏电站系统中，逆变器的成本不大，但却是发电效率的决定者，在光伏电站中，当组件等配件完全一致时，选择不同的逆变器，系统的总发电量有5%到10%的差别。系统安装成功能发电后，逆变器就成了决定性的因素。所以选择总发电量高的逆变器，提高整个系统的效率。 逆变器的选型要点：逆变器的故障率低、逆变效率高、MPPT精度高，跟踪范围宽、输出的电流谐波含量小、具备完善的保护和报警功能， 4.4 变压器的选型 太阳能光伏发电场的实际输出功率随光照强度的变化而变化，白天光照强度最强时，发电装置输出功率最大，夜晚几乎无光照以后，输出功率基本为零，空载损耗尤为突出。不论发电装置是否输出功率，只要变压器接入系统，变压器始终产生空载损耗。因此降低变压器空载损耗对于工程的实际节能效果、提高发电量的意义重大。 4.5 光伏电站内用电、线损等能量损失 系统的直流、交流回路的线损要控制在5%以内。为此，设计上要对组件的串并联方式进行优化，大型电站设计时要对总平面布置时进行方案对比，从经济性、线缆使用量、线损等角度进行对比，采用最优方案。 施工过程中采用导电性能好的导线，导线需要有足够的直径，不允许偷工减料。系统维护中要特别注意接插件以及接线端子是否牢固。 4.6利用监控系统提高处理光伏系统故障的速度 光伏电站虽然可以无人值守，但容易出现一些小问题，比如，汇流箱的保险丝烧坏、二极管烧坏、光伏阵列中的组件损坏等，需要专人定期查看监控系统的发电量，对比各个组串回路的电流等参数，及早消缺，从而提高系统的使用效率。 5、结论 相同容量的并网光伏电站，即使安装在同一地点，发电量也可能相差很大，必须加以仔细分析。影响并网光伏电站的发电量的因素很多，这些因素有些可以在设计、施工、运行过程中采取措施，加以改进。 总之，在建造并网光伏电站的过程中，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： [1]沈辉，曾祖勤.太阳能光伏发电技术.化学工业出版社 [2]赵春江，杨金焕，陈中华，等.太阳能光伏发电应用的现状及发展.节能技术 |
