影響光伏電站系統效率的因素(二):系統因素

在昨日的推送的影響光伏電站系統效率的因素(一):光電轉換期因素裡面,我們提到了諸如光伏組件的溫度損耗、低照度弱光損耗等影響因素,其實在實際應用中,除了這些以外,系統本身也存在著一部分影響系統效率的因素:

統計記錄時間段誤差

在做PR值測算時,數據測算統計記錄的時間段需要有足夠的長度。如果測算期間太短(例如少於1個月),則計算系統效率PR值的測量數據是非常不可靠的,在這個期間出現的短暫極端天氣狀況,低溫或高溫及臨時陰影遮蓋等因素都會嚴重影響計算結果。

交直流電力電纜傳輸及接頭損耗

光伏組件產生的電能在傳輸到電網公司的電力計量表的過程中,首先會經過直流電纜到逆變器,再經逆變器轉化后通過交流電纜最終彙集到關口計量表後上到電網中。

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電能在直流電纜和交流電纜中傳輸就會發生損耗,而損耗的多少則取決於電纜的材料類型、粗細及長度,通常來講銅纜損耗少於鋁纜,電纜越粗越短則損耗越少。還有系統中電纜接頭的類型、數量和大小也會影響整個線路的損耗。

有關電纜配線總損耗在光伏電站設計規範中是有要求的,國內一般在2%-3%以內,國外要求在1%-2%以內。電纜損耗的多少會直接造成PR值相應降低。

組串連接失配損耗

由於生產工藝的原因,組件內電池片都是按照電流精度分檔裝配,各個組件之間的電壓偏差在3%左右,而電流偏差約在1%左右。單個電池組件對系統的影響非常小,但是併網光伏電站則是由很多電池組件串聯后再並聯進行發電量彙集,因此多個偏差疊加會造成較大的損耗。

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逆變器效率損耗

逆變器本身就是電氣設備,在運行時是需要耗能的,這包括直流轉交流損耗,待機損耗,夜間損耗等。

雖然逆變器的最大效率目前可以達到98%甚至99%以上,但由於逆變器並不是長期處於最大效率時所需的功率負荷狀態,因此實際轉換效率會比理論值要低。

此外不同廠家的逆變器的效率特性曲線不同,對彙集來的電能中電壓和電流響應也不同(不同廠家的組件、不同的串聯數量、不同的並聯數量均會產生不同的效率),以致轉換效率有差異。另外在輸入超出逆變器最大功率或超過工作電壓範圍的情況下,同樣會產生較大的能量損耗。

其他電氣設備效率損耗,如變壓器、斷路器、計量感測、保護設備等

在整個光伏電站系統中,還有其他很多電氣設備自身會消耗能量,例如:直流側的匯流箱(銅排、斷路器);交流側的匯流櫃/配電櫃/併網櫃/計量櫃等,這些櫃體內均布置了多種會產生能量損耗的電氣設備、電纜或銅排;此外還有單元升壓變壓器和主變壓器,效率在95%-98%之間,這是因為其運行時有能量損耗,還有夜間空載損耗。

施工不當造成的材料設備額外功率損耗

該因素也可以歸納為系統可利用率,主要受設備的可靠性、系統設計、施工質量及運營維護的影響。一個高品質且運維優良的光伏電站其壽命可以很長,各項設備材料都會比正常衰減要慢,這樣就會使得PR值會比預期要高。

了解完影響PR值的因素之後,就可以有針對性地採取相應的措施來提高PR值,在這不詳細贅述,歸納起來最重要的四點就是:主要發電設備材料的選取,電站系統的優化設計,建設施工質量的把控和細緻有序的運營維護。

相信隨著光伏行業的不斷發展,光伏電站的PR值也會越來越高,光伏業主的收益也會更加豐厚。

文字素材來源:坎德拉學院 陳海

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