天气好汽i温高光伏发电反而少呢?
你好,天气好,但是气温高的时候,电站发电量不高是因为,光伏电站的发电量还受组件温度的影响,一般而言,在20度左右是最适合光伏电站的发电温度。
温度过高时,组件容易形成光斑,且发电效率随着温度升高而下降,所以在炎热的夏季的中午,反而不是光伏电站发电的高峰期,一般在秋季或者春季,温度适宜,阳光明媚的时候,发电量反而最高。
资讯来源:碳银光伏、碳银网
影响太阳能光伏发电的主要因素有:
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。
面积相关成本是指:光伏电站建设过程中和组件的面积直接相关的成本;例如光伏电站的运输、安装、线缆、支架、运维、土地等均为面积相关成本。面积相关成本与我们所熟悉的BOS成本有很大重叠部分,但也有诸多不同,例如逆变器成本算入BOS成本,但是逆变器属于容量相关的成本,功率越高逆变器成本就越大,所以选用高功率组件并不能摊低逆变器的成本;再例如运维成本属于电站建设好以后正常运营的支出,例如清洗维护成本、线缆更换、支架更换等维修成本。运维成本和面积相关,例如清洗面积越大清洗成本越高。但是运维成本并不算入BOS成本中。所以面积相关成本和BOS成本的区别以及共同点如下表:
面积相关成本 BOS成本
共同点 共同包含运输、安装、支架等成本
不同点 不包含逆变器成本
但包含运维成本 不包含运维成本
但包含逆变器成本
面积相关成本以单块组件所需为单位,不同电站类型、不同建设区域以及不同的劳动力成本都会导致面积相关成本有很大不同。但是综合各地、各种类型电站建设成本,我们会发现面积相关成本往往介于400元/片~800元/片之间。这就是说,电站建设过程中一片60型组件的运输、安装、支架、桩基、土地所需最少成本也在400元以上。所以提高发电功率摊低单位面积的相关成本成为急需解决的问题,也是高功率组件价格更贵的经济合理性基础。
由于不同组件封装形式不同、硅片质量不同、电池路线不同会导致功率有较大差异,目前普通多晶组件功率为275W,而单晶perc组件功率已经普遍达到300W+甚至310W的水平。我们选取单块组件面积相关成本为500元的常规电站为例,功率275W的组件单瓦需要摊销面积相关成本为500÷275=1.81元;功率达到305W的组件单瓦所摊销面积相关成本为500÷305=1.64元。功率更高的组件单瓦摊销面积相关成本更低,这是合理价差的根本来源,于是:
合理价差=500÷275-500÷305=0.17元。
按照上面的思路,我们可以先得到一个基本的计算合理价差的公式:
但是上述简单的计算公式有一个重大缺陷,那就是没有考虑perc大约3%的发电量增益。就是说305W的单晶perc组件等效于305W×1.03=314W的常规组件。单晶perc组件发电量有增益是有实证数据支持的,而且其理论原因也比较清晰,主要是由于:
1、单晶perc组件弱光效应好,由于能更好的吸纳弱光,电站每天启动时间更早、关闭时间更晚,相当于是每天早起晚睡勤劳的好同志。
2、第二个原因是工作温度低,由于单晶perc组件转化效率更高,工作时以热的形式耗散的能量少,正午艳阳高照下单晶perc组件相较于常规组件工作温度更低,我们都知道高温不利于组件正常发电,组件一般温度系数为0.46%,就是意味着组件温度每升高1度,发电量就会减少0.46%。更低的工作温度是提升发电量的又一关键原因。
当我们把单晶perc组件这3%发电增益也纳入考量带入计算公式时,结果就会大有不同。考虑3%的发电增益后主要带来两个变化:
1、等效功率变大,305W的单晶perc组件实际上相当于305×1.03=314W的常规组件。进而可以使面积相关成本摊低更多。
2、由于组件销售时还是按照305W的功率来计价,多发电相当赠送了一定功率的组件。就是说314W-305=9W相当于是赠送的。按照当前普通多晶组件2.45元/W的价格计算,价值相当于2.45×9=22元。由于组件功率是305W,则每瓦对应的价值为22÷305=0.072元。
考虑上述两个因素以后,对于一个每片60型组件面积相关成本为500元的电站项目,275W多晶组件和305W单晶组件的单瓦合理价格差为:
500÷275 - 500÷(305×1.03)+0.072=0.297元
这个公式可以分为三个部分来理解:
1、500÷275 是指面积相关成本500元的电站选用275W组件,单瓦所需摊销的成本。
2、500÷(305×1.03)是指一块组件面积相关成本为500元的电站项目选用305W功率的组件并且考虑3%的弱光效应发电增益后,单瓦功率要摊的成本。
3、0.072是指305W的单晶perc组件考虑3%的发电增益以后等效于314W的组件,但是组件销售的时候还是按照314W来计算,所以实际相当于“赠送”9W的功率,按照当前多晶组件每瓦售价2.45元计算,9W功率价值2.45×9=22.05元,对于一个305W的组件单瓦带来的价值提升为22.05÷305=0.072。
最后值得我们特别注意的是:这个公式最终结算得出的0.297元是该类电站最大可承受的价格差,如果此时单晶perc组件与常规多晶组件价格差<0.297元,则从经济理性的角度理应选择单晶perc组件,因为虽然价格贵一些但在电站假设过程中带来的摊销价值更大;但是如果单晶perc组件价格差>0.297,则从经济理性选择的角度,选择常规多晶组件更合适一些。
其实这个思维模型可以推而广之,可以用来计算双面组件的合理价差,对于有条件使用双面组件且假设背面功率增益为7%,面积相关成本为500元的电站项目,275W普通单面组件和300W双面组件的合理价差计算公式为:
500÷275 - 500÷(300×1.1)+0.245=0.548元
同样道理,这个公式也可以分为三个部分来解释:
1、500÷275 是指面积相关成本500元的电站选用275W组件,单瓦所需摊销的成本。
2、500÷(300×1.1)是指一块组件面积相关成本为500元的电站项目选用300W功率的组件并且考虑3%的弱光效应发电增益,以及7%的背面发电增益效应(合计10%的增益),单瓦功率要摊的成本。
3、0.245是指300W的双面组件,考虑弱光效应增益3%以及背面增益7%以后,等效于300×(1+3%+7%)=330W,相当于赠送30W功率的组件。按照当前组件价格2.45元计算,价值为73.5元,单片组件功率300W,则单瓦价值为73.5÷300=0.245元。
考虑这三个部分的增益以后,得出的结论我自己都是吃惊的,300W的单晶perc组件比275W的多晶组件卖贵0.5元都是合理的!所以对于地面电站有条件使用双面组件的项目,我的建议是能使用双面组件就选用双面。
大逻辑:
最近这些年,人力成本是不断上涨的,即便是印度地区,由于经济的发展,长期看人力成本也都是上涨趋势。再看看电站建设过程中所使用到的钢材、线缆等大宗商品,也是出在不断上涨的趋势中。这样的大格局下,要想继续降低光伏电站的建设成本,除了降低组件价格以外,最有效的办法便是提升组件效率了。有一些电站项目,面积相关的成本在项目总成本中占比突破一半,未来提效率带来的降本效果很可能远大于单纯降低组件价格所带来的效果。这也是我笃信单晶技术路线的最为核心、最为重要的原因。
我们再把这个思维模型推广到未来N型HIT电池路线,得到的效果就更加不可思议了,据说海外已经有优秀厂商可以把HIT组件正面功率做到360W,而且HIT同等容量的发电增益效果更加显著,双面率可以轻松做到90%+,那么360W的叠瓦双面HIT组件与当前275W的普通多晶组件合理价差是多少呢?
500÷275 - 500÷(360×1.15)+0.36=0.97元
就是说如果当前能生产出正面功率360W的HIT叠瓦双面组件,其每瓦卖贵0.9元以上都是完全合理的。高效高功率所体现出来的威力显露无遗,高效化几乎是未来的必然选择,理清这一事实,推广产业相关认知是本文期待的意义所在。
转发朋友圈~做光伏EPC两年来,接地气的分享。吴明轩期待大家看到能有感触!做一个可以读懂光伏的光伏人!互惠共赢!微信18132085793(手机同号)
光伏发电降温原理
nbsp 首先,光伏组件反射热量,光照射太阳能光伏组件。光伏组件通过太阳光将太阳能吸收转化为电能,另一部分被光伏组件反射。
nbsp 其次,光伏组件折射投射的太阳光,折射后太阳光衰减,有效过滤太阳光。
最后,光伏组件在屋顶形成遮蔽物,高效的单晶硅组件和多晶硅组件可以在屋顶形成遮蔽区,从而对屋顶进行隔热降温。
操作环境
品牌型号:通用
系统版本:通用
一、光伏组件的温度特性
光伏组件一般有3个温度系数:开路电压、短路电流、峰值功率。当温度升高时,光伏组件的输出功率会下降。市场主流晶硅光伏组件的峰值温度系数大概在-0.38~0.44%/℃之间,即温度每升高一度,光伏组件的发电量降低0.38%左右。而薄膜太阳能电池温度系数会好很多,如铜铟镓硒(CIGS)的温度系数仅为-0.1~0.3%,碲化镉(CdTe)温度系数约为-0.25%,均优于晶硅电池。
二、老化衰减
在光伏组件长期应用中,会出现缓慢的功率衰减。一年的衰减大值约3%,后面24年每年衰减率约0.7%。由此计算,25年后的光伏组件实际功率仍可达到初始功率的80%左右。
老化衰减主要原因有两类:
1)电池本身老化造成的衰减,主要受电池类型和电池生产工艺影响。
2)封装材料老化造成的衰减,主要受组件生产工艺、封装材料以及使用地的环境影响。紫外线照射是导致主材性能退化的重要原因。紫外线的长期照射,使得EVA及背板(TPE结构)发生老化变黄现象,导致组件透过率下降,从而引起功率下降。除此之外,开裂、热斑、风沙磨损等都是加速组件功率衰减的常见因素。
这就要求组件厂商在选择EVA及背板时,必须严格把关,以减小因辅材老化引起的组件功率衰减。
三、组件初始光致衰减
光伏组件初始的光致衰减,即光伏组件输出功率在刚开始使用的初几天内发生较大幅度的下降,但随后趋于稳定。不同种类电池的光致衰减程度不同:
P型(硼掺杂)晶硅(单晶/多晶)硅片中,光照或电流注入导致硅片中形成硼氧复合体,降低了少子寿命,从而使得部分光生载流子复合,降低了电池效率,造成光致衰减。
而非晶硅太阳能电池在初使用的半年时间内,光电转换效率会大幅下降,终稳定在初始转换效率的70%~85%左右。
对于HIT及CIGS太阳能电池,则几乎没有光致衰减。
四、灰尘、雨水遮挡
大型光伏电站一般建设在戈壁地区,风沙较大,降水很少,同时清理的频率不会太高,长久使用后,可造成效率损失约8%。
五、组件串联不匹配
光伏组件串联不匹配,可以用木桶效应来形象的解释。木桶的盛水量,被短的木板限制而光伏组件输出电流,被串联组件中低的电流限制。而实际上组件之间多少都会存在一定的功率偏差,因此组件失配多少都会造成一定的功率损失。
以上五点是影响光伏电池组件大输出功率的主要因素,且会造成长期的功率损失,所以,光伏电站后期运维十分重要,可有效降低故障所带来的效益损失。
很多取向不同而机遇的单晶颗粒可以拼凑成多晶体. 也就是说多晶体是由单晶体组成的。
所谓单晶,即结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律地、周期性地排列,或者说晶体的整体在三维方向上由同一空间格子构成,整个晶体中质点在空间的排列为长程有序。单晶整个晶格是连续的,具有重要的工业应用。由于熵效应导致了固体微观结构的不理想,例如杂质,不均匀应变和晶体缺陷,有一定大小的理想单晶在自然界中是极为罕见的,而且也很难在实验室中生产。另一方面,在自然界中,不理想的单晶可以非常巨大,例如已知一些矿物,如绿宝石,石膏,长石形成的晶体可达数米。
有的晶体是由许许多多的小晶粒组成,若晶粒之间的排列没有规则,这种晶体称之为多晶体。
多晶是众多取向 晶粒的 单晶的集合。多晶与单晶内部均以点阵式的周期性结构为其基础,对同一品种 晶体来说,两者本质相同。两者不同处在于单晶是 各向异性的,多晶则是 各向同性的。在摄取多晶衍射图或进行衍射计数时,多晶样亦有其特色。
自然界中物质的存在状态有三种:气态、液态、固态固体又可分为两种存在形式:晶体和非晶体是经过结晶过程而形成的具有规则的几何外形的固体;晶体中原子或分子在空间按一定规律周期性重复的排列。
性质:均匀性:晶体内部各个部分的宏观性质是相同的。各向异性:晶体中不同的方向上具有不同的物理性质。固定熔点: 晶体具有周期性结构,熔化时,各部分需要同样的温度。规则外形:理想环境中生长的晶体应为凸多边形。对称性: 晶体的理想外形和晶体内部结构都具有特定的对称性。
这个需要在设计之初,综合考虑供应商的报价以及项目的实际情况。一般意义上,屋顶家用单晶组件多,大型电站多晶多一些,也有单晶、多晶并存的。薄膜主要是供应商比较少,因此,薄膜电站的案例还不是太多。
方式有很多种,有利用
光热
发电,
有利用光伏效应发电的。
利用光伏特性发电的,就是常说的用太阳能电池板。就说说这种把。
0.
日照条件
没什么好说的
1.
池板材料
有单晶硅
多晶硅
还有薄膜材料,复合晶体,聚光型
多种,这个可以上网查,根据不同的材料,效率可以从
15%-30%不等,甚至更高。
2.逆变器
逆变器的种类也很多,但是现在的逆变器效率都已经很高了,均在90%以上,区别不是很大
3.控制策略
这个就有很多方面了,比如
池板方向的
追日控制,池板的MPPT(最大功率点控制)等等。这个方面可研究的内容还比较多。
4.温度
池板的温度特性是很敏感的,为了取得较理想的功率,应避免高温。
5.
单独提出来一点,叫做
局部遮盖,当光伏阵列
收到
局部阴影的遮盖时,对系统发电的影响是很大的,因此应尽量避免局部遮盖。