什么因素会导致光伏组件功率下降

主要是光伏组件的衰减，随着使用时间的增长光伏组件逐渐衰减效率下降；

衰减致使系统效率下降的因素有：1.组件产品的本身质量好坏；2.安装使用化境的好坏，例如海边等湿度、盐碱度高的地区衰减更快。

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。

那么影响光伏电站发电量因素：

1、太阳辐射量：太阳能电池组件是将太阳能转化为电能的装置，光照辐射强度直接影响着发电量。各地区的太阳能辐射量数据可以通过NASA气象资料查询网站获取，也可以借助光伏设计软件例如PV-SYS、RETScreen得到。

2、太阳能电池组件的倾斜角度： 从气象站得到的资料，一般为水平面上的太阳辐射量，换算成光伏阵列倾斜面的辐射量，才能进行光伏系统发电量的计算。最佳倾角与项目所在地的纬度有关。大致经验值如下：

A、纬度0°～25°，倾斜角等于纬度

B、纬度26°～40°，倾角等于纬度加5°～10°

C、纬度41°～55°，倾角等于纬度加10°～15°

3、太阳能电池组件转化效率

4、系统损失：和所有产品一样，电站在长达25年的寿命周期中，组件效率、电气元件性能会逐步降低，发电量随之逐年递减。除去这些自然老化的因素之外，还有组件、逆变器的质量问题，线路布局、灰尘、串并联损失、线缆损失等多种因素。 一般光伏电站的财务模型中，系统发电量三年递减约5%，20年后发电量递减到80%。

5、组合损失： 凡是串联就会由于组件的电流差异造成电流损失并联就会由于组件的电压差异造成电压损失而组合损失可达到8%以上，中国工程建设标准化协会标准规定小于10%。

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。第一年的衰减最大值约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最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最初使用的半年时间内，光电转换效率会大幅下降，最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，被最短的木板限制而光伏组件输出电流，被串联组件中最低的电流限制。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最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。

由于光伏电池、组件的输出功率取决于太阳光照强度、太阳能光谱的分布和光伏电池的温度、阴影、晶体结构。

(1) 温度对光伏电池、组件输出特性的影响

大家都知道，光伏电池、组件温度较高时，工作效率下降。随着光伏电池温度的升高，开路电压减小；而光电流随温度的升高略有上升。不同的光伏电池，温度系数也不一样，所以温度系数是光伏电池性能的评判标准之一。

(2)光照强度对光伏电池组建输出特性的影响

光照强度与光伏电池、组件的光电流成正比，在光强由100-1000W/m2范围内，光电流始终随光强的增长而线性增长；而光照强度对电压的影响很小，在温度固定的条件下，当光照强度在400-1000W/m2范围内变化，光伏电池、组件的开路电压基本保持不变。所以，光伏电池的功率与光强也基本保持成正比。

(3)阴影对光伏电池、组件输出特性的影响

阴影对光伏电池、组件性能的影响不可低估，甚至光伏组件上的局部阴影也会引起输出功率的明显减少。所以要注意避免阴影的产生，及时清理组件表面，防止热斑效应的产生。虽然组件安装了二极管来减少阴影的影响，但如果低估局部阴影的影响，建成的光伏系统性能和投资收效都将大大降低。

发电效率影响因素有：

外部因素1）光照强度，一般光照越强，发电效率越高。

2）温度，一般越热，组件的发电效率反而越低。

3）天气状况，如果经常有云经过，电池组件的发电效率会降低。

内部因素：1）光伏组件质量，越好的组件质量，发电效率越高。

2）光伏逆变器质量，好的光伏逆变器转换效率会越高。

3）汇流箱、升压站等产品质量均会有或多或少的影响。

光伏组件常见的问题有：热斑、隐裂和功率衰减。

由于这些质量问题隐藏在电池板内部，或光伏电站运营一段时间后才发生，在电池板进场验收时难以识别，需借助专业设备进行检测。

热斑形成原因及检测方法

光伏组件热斑是指组件在阳光照射下，由于部分电池片受到遮挡无法工作，使得被遮盖的部分升温远远大于未被遮盖部分，致使温度过高出现烧坏的暗斑。

光伏组件热斑的形成主要由两个内在因素构成，即内阻和电池片自身暗电流。

热斑耐久试验是为确定太阳电池组件承受热斑加热效应能力的检测试验。通过合理的时间和过程对太阳电池组件进行检测，用以表明太阳电池能够在规定的条件下长期使用。

热斑检测可采用红外线热像仪进行检测，红外线热像仪可利用热成像技术，以可见热图显示被测目标温度及其分布。

隐裂形成原因及检测方法

隐裂是指电池片中出现细小裂纹，电池片的隐裂会加速电池片功率衰减，影响组件的正常使用寿命，同时电池片的隐裂会在机械载荷下扩大，有可能导致开路性破坏，隐裂还可能会导致热斑效应。 隐裂的产生是由于多方面原因共同作用造成的，组件受力不均匀，或在运输、倒运过程中剧烈的抖动都有可能造成电池片的隐裂。

光伏组件在出厂前会进行 EL 成像检测，所使用的仪器为 EL 检测仪。

该仪器利用晶体硅的电致发光原理，利用高分辨率的 CCD 相机拍摄组件的近红外图像，获取并判定组件的缺陷。

EL 检测仪能够检测太阳能电池组件有无隐裂、碎片、虚焊、断栅及不同转换效率单片电池异常现象。

功率衰减分类及检测方法

光伏组件功率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。光伏组件的功率衰减现象大致可分为三类：

第一类，由于破坏性因素导致的组件功率衰减；

第二类，组件初始的光致衰减；

第三类，组件的老化衰减。

其中，第一类是在光伏组件安装过程中可控制的衰减，如加强光伏组件卸车、倒运、安装质量控制可降低组件电池片隐裂、碎裂出现的概率等。

第二类、第三类是光伏组件生产过程中亟需解决的工艺问题。光伏组件功率衰减测试可通过光伏组件 I-V 特性曲线测试仪完成。

光伏组件ff衰减与电压的关系如下

光伏组件是太阳能发电的关键元件，光伏组件功率衰减是指随着光照时间的增加，组件输出功率不断呈下降趋势的现象。

组件功率衰减直接关系到组件的发电效率。因此研究组件功率衰减非常有必要。组件功率衰减包括组件初始光致衰减、组件材料老化衰减及外界环境或破坏性因素导致的组件功率衰减。

光伏系统的能量流路径上通常包含光伏阵列、汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜及各环节之间的连接线缆。如下图所示。

基于光伏系统的能量流，在光伏系统设计时需充分考虑一些对光电转换效率影响的重要因素：

1、气象环境因素对光伏组件光电转换效率的影响

太阳能光伏组件长期暴露在自然环境中，风雨雷电等因素都会对太阳能光伏电池产生影响，光照、风力、温度等都会形成对太阳能光伏组件（电池）光电转换效率的改变，有些因素甚至能造成太阳能光伏电池功能和结构的损坏，应在太阳能光伏电站设计工作充分开展气象和环境监测数据的收集。

2、太阳能光伏电池组件倾角对光电转换效率的影响

太阳能光伏组件需要以最佳的角度吸收阳光，这样才能真正起到提高光电转换效率的作用，在不同季节、不同地理位置、不同日照条件下，太阳能光伏组件的最佳角度也会有很大的变化，要根据季节、经纬度和日照时间的变化积极调整太阳能光伏组件的倾角。固定倾角应选择全年综合发电量最大的倾角安装。

3、太阳能光伏组件表面清洁度对光电转换效率的影响

太阳能光伏组件表面清洁度，影响光电转换。需对太阳能光伏组件在环境中受到污染的实际情况进行了解，确定污染物沾染光伏组件表面的情况，特别需要注意大风、强对流和沙尘暴天气对光伏电池表面的影响，再根据当地人工成本确定光伏组件的清洗频率。

4、太阳电池方阵间距设计对光电转换效率的影响

光伏组件表面一旦被遮挡,将会影响电站的发电能力,因此在光伏组件方阵间距设计时,必须要考虑周围建（构）筑物对光伏组件的遮挡以及组件方阵之间的自遮挡问题。

5、MPPT跟踪精度对系统效率的影响

随着辐照度和温度的改变，光伏阵列的输出端电压随之改变，从而光伏阵列的输出功率也将改变。光伏逆变器的最大功率点跟踪（MPPT）目的是使光伏阵列在辐照度和温度改变时仍能获得最大功率输出，因此MPPT的精度很大程度上影响了系统的效率。

6、综合考虑并网系统各环节损耗及系统匹配等因素对效率的影响

光伏阵列在能量转换与传输过程中的损失包括:

组件匹配损失:应避免不同受光条件的组件串联造成的系统损失；

偏离最大功率点损失:如温度的影响、最大功率点跟踪(MPPT)精度等引入的发电损失；

直流线路损失:按有关标准规定，线缆损失需控制在一定范围内；

逆变器的转换损耗: 逆变器的直/交转换过程中因所处运行功率点不同而影响效率；

交流并网环节的损耗：从逆变器输出至高压电网的传输效率,主要考虑变压器效率。