白林林

摘要： 經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)能源的支持，比如社會(huì)的各行各業(yè)都需要電力的支持。目前我國(guó)的電力生產(chǎn)方式主要是火力發(fā)電和水利發(fā)電。由于火力發(fā)電會(huì)帶來(lái)一定的污染，以及人們對(duì)可持續(xù)發(fā)展意識(shí)的不斷提高，發(fā)展可再生資源發(fā)電以及成為了各電力企業(yè)發(fā)展的方向。其中太陽(yáng)能光伏發(fā)電由于利用太陽(yáng)能，不僅能源來(lái)源充裕，也充分符合環(huán)保相關(guān)的要求，因此，受到電力企業(yè)的青睞。在我國(guó)西部地區(qū)，由于日照時(shí)間長(zhǎng)，太陽(yáng)能資源豐富，非常適合光伏發(fā)電。本文針對(duì)如何對(duì)并網(wǎng)光伏發(fā)電的效率進(jìn)行提升做有效探討。

關(guān)鍵詞： 新形式;并網(wǎng)光伏發(fā)電;效率;可持續(xù)發(fā)展

引言

目前在我國(guó)西部地區(qū)，由于地理優(yōu)勢(shì)，日照時(shí)間長(zhǎng)，因此，開(kāi)發(fā)光伏發(fā)電具有天然的優(yōu)勢(shì)。隨著西部大開(kāi)發(fā)的不斷推進(jìn)，以及國(guó)家政策的支持，在我國(guó)西部地區(qū)也已經(jīng)建成了很多兆瓦級(jí)別的大型并網(wǎng)光伏發(fā)電站。隨著這些發(fā)電站的投入運(yùn)用，不僅給我國(guó)西部、乃至全國(guó)提供了大量的電力能源，極大地方便了人們的生活，也促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展。但是，并網(wǎng)光伏發(fā)電成本較高，且國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)也變得越來(lái)越激烈，給我國(guó)的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。如何提高發(fā)電效率、降低光伏發(fā)電的成本已經(jīng)成為各企業(yè)不斷追求的方向。

光伏電站效率指標(biāo)的定義和計(jì)算

由于光伏發(fā)電要太陽(yáng)光的輸入，因此，電站的地理位置對(duì)光伏發(fā)電站的發(fā)電性能起到了關(guān)鍵性的作用。除此以外，它還和電站的光伏組件性能、集中式或是組串式，電站的設(shè)計(jì)和施工、日常的運(yùn)行維護(hù)等有著緊密的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，光伏發(fā)電的性能可以用性能比PR、系統(tǒng)的等價(jià)發(fā)電小時(shí)數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)等價(jià)發(fā)電小時(shí)數(shù)來(lái)衡量。PR是衡量光伏發(fā)電站的效率指標(biāo)。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20513–2006《光伏系統(tǒng)性能監(jiān)測(cè)、測(cè)量、數(shù)據(jù)交換和分析導(dǎo)則》中的規(guī)定，可以對(duì)光伏發(fā)電站效率的計(jì)算方式做如下表達(dá)：

系統(tǒng)等價(jià)發(fā)電小時(shí)數(shù)Yf=E/P0

E：光伏發(fā)電站在計(jì)算效率時(shí)間段內(nèi)的凈發(fā)電量，單位為kWh。

P0：光伏發(fā)電站內(nèi)全部設(shè)備的標(biāo)稱功率和，單位為kW。

標(biāo)準(zhǔn)等價(jià)發(fā)電小時(shí)數(shù)Yr=H/G

H：所有光伏在計(jì)算效率時(shí)間段內(nèi)的平均有效照射量，單位為kWh/m2。

G：標(biāo)準(zhǔn)輻射功率，單位為kW/m2。

光伏發(fā)電站效率PR指的是光伏發(fā)電站接收的太陽(yáng)能輻射到電能輸出為止由于各個(gè)環(huán)節(jié)以及能量之間轉(zhuǎn)換所造成的損失，其公式為PR=Yf/Yr。

可知，Yf指越大，意味著發(fā)電量越多，而Yr越大，則意味著光伏電站接收的太陽(yáng)輻射能量越多。對(duì)光伏發(fā)電站而言，PR值越高，企業(yè)用同樣的成本將會(huì)獲得更多的電力，因而更加具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

影響并網(wǎng)光伏發(fā)電效率的因素分析

光伏發(fā)電站的效率高低，會(huì)直接影響到投資收益，因此，企業(yè)需要盡其所能提高電站的發(fā)電效率。影響效率的因素很多，筆者根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了一些關(guān)鍵的影響因素，具體如下：

光伏組件的性能

光伏組件用來(lái)接收太陽(yáng)能，因此，其性能是影響電站發(fā)電效率的一大主要因素。光伏組件的光電轉(zhuǎn)換效率、組件的標(biāo)稱功率偏差、組件的光照入射率、組件的初始光致衰退效應(yīng)著四個(gè)性能指標(biāo)直接影響著光伏組件的性能優(yōu)劣。組件的轉(zhuǎn)換效率高，標(biāo)稱功率正偏差值大、光照入射率高、光致衰退效應(yīng)小，說(shuō)明光伏發(fā)電站的效率高。

電池工作時(shí)的溫度

光伏電池在工作時(shí)對(duì)溫度有比較嚴(yán)格的要求，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響著光伏的輸出功率。例如光伏電池用的單晶硅電池，它的標(biāo)準(zhǔn)工作溫度為35°C，該電池的功率溫度系數(shù)時(shí)–0.5%/°C，這也意味著若電池溫度每上升1°C，其輸出功率就會(huì)降低0.5%。光伏電池在室外，直接受到太陽(yáng)光的直射，因此很容易受到溫度的影響而降低輸出效率。

光伏組件的陽(yáng)光照射充裕度

如果陽(yáng)光的照射強(qiáng)度不好，或者由于角度問(wèn)題導(dǎo)致陽(yáng)光不能很好地被光伏組件吸收，也會(huì)影響輸出效率。此外，光伏組件表面如果有灰塵等遮擋，也會(huì)影響太陽(yáng)光的吸收。因此，在安裝光伏組件時(shí)，要充分考慮陽(yáng)光的照射角度。要定期對(duì)光伏組件表面進(jìn)行清潔，提高其輸出效率。

光伏電站的性能對(duì)比

由于光伏發(fā)電站受到陽(yáng)光輻射、氣候等因素影響比較大，因此，要對(duì)比相鄰兩座光伏發(fā)電站的優(yōu)劣，可以對(duì)性能比PR值進(jìn)行對(duì)比確認(rèn);而不同地區(qū)的光伏發(fā)電站，由于太陽(yáng)的照射強(qiáng)度差異大，且氣候差異也很明顯，因此，不能直接對(duì)等價(jià)發(fā)電小時(shí)數(shù)Yf和標(biāo)準(zhǔn)等價(jià)發(fā)電小時(shí)數(shù)Yr進(jìn)行對(duì)比，而是采用經(jīng)過(guò)一定溫度修正后PR值進(jìn)行對(duì)比確認(rèn)。這時(shí)要用到以下的計(jì)算公式：

PRadj=PR/Tcorr

Tcorr=1+a（tm-tSTC）

式子中各字母的含義如下：

PRadj：光伏電站效率性能比;

Tcorr：溫度修正系數(shù);

a：組件的最大功率溫度系數(shù);

tm：電站接收輻射能量為權(quán)重的平均組件溫度;

tSTC：標(biāo)準(zhǔn)條件下輻射功率組件的溫度。

新形勢(shì)下提升并網(wǎng)光伏發(fā)電效率的有效策略

由于影響光伏發(fā)電站的效率因素比較多，需要很多部門(mén)聯(lián)合起來(lái)共同協(xié)作。隨著外部環(huán)境的不斷變化，在新形勢(shì)下如何提升并網(wǎng)的光伏發(fā)電效率，是一個(gè)值得深入研究的課題。筆者認(rèn)為可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：

設(shè)備的選擇。各設(shè)備組件的優(yōu)選和逆變器是非常關(guān)鍵的。對(duì)于不同的組件或者逆變器的發(fā)電量進(jìn)行對(duì)比確認(rèn)，確定性價(jià)比最高的設(shè)備組合;

不斷優(yōu)化系統(tǒng)，提高集成化程度和新技術(shù)的運(yùn)用。集成化的系統(tǒng)，不僅能降低成本，也會(huì)提升系統(tǒng)的效率;運(yùn)用國(guó)際上新技術(shù)和新工藝，促進(jìn)各環(huán)節(jié)的效率提升;建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)和難題研究庫(kù)，提高數(shù)據(jù)的共享化程度，為各種技術(shù)難題提供參考性意見(jiàn)，便于問(wèn)題的迅速解決。

通過(guò)提高光伏發(fā)電站的設(shè)計(jì)水平來(lái)提升發(fā)電效率，包括光伏組件安裝的地理位置、當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、生態(tài)環(huán)境和風(fēng)險(xiǎn)控制等來(lái)設(shè)計(jì)最優(yōu)化的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

加強(qiáng)日常對(duì)電站效率檢測(cè)和設(shè)備的維護(hù)工作。通過(guò)及時(shí)的檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)做動(dòng)態(tài)管理，可以隨時(shí)了解電站的狀態(tài)。并可以根據(jù)測(cè)量的結(jié)果優(yōu)化工藝方案，不斷提高光伏電站的性能和效率。

結(jié)語(yǔ)

隨著人們對(duì)地球資源越來(lái)越重視，以及對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，新能源可持續(xù)發(fā)展成為國(guó)家電力發(fā)展的必然趨勢(shì)。隨著技術(shù)的日新月異，光伏發(fā)電并網(wǎng)的運(yùn)用越來(lái)越深入。通過(guò)各種有效措施提高其發(fā)電效率，從電力企業(yè)的角度來(lái)說(shuō)，提高了自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，而對(duì)于整個(gè)人類居住的地球而言，是可持續(xù)發(fā)展不斷深入體現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

孫慶.分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的協(xié)同控制[D].華東理工大學(xué)，2015.

吳興龍.光伏并網(wǎng)對(duì)配電網(wǎng)的影響[D].合肥工業(yè)大學(xué)，2013.

張成林.光伏并網(wǎng)發(fā)電控制技術(shù)研究[D].青島科技大學(xué)，2012.

史君海，孫麗兵，張麗瑩.提高并網(wǎng)光伏發(fā)電效率分析與建議[J].電力與能源，2013–8（34–4）;402–404.