太阳能光伏发电系统 系统的发电效率怎么计算

截至3月底,全国累计分布式光伏装机11561万千瓦,占光伏总装机比重36.4%,与上季度相比提升1.2个百分点。 一季度各区域新增(左)、累计(右)并网光伏发电装机(万千瓦) 1.5 风电、光伏发电量占比持续提升。 一季度,全国风电发电量1833.4亿千瓦时,同比增长6.2%光伏发电量841.3亿千瓦时,同比增长22.2%。风电、光伏发电量占全部发电量的比重达到13.4%,同比提升0.8个百分点。 截至3月底累计风电发电量(亿千瓦时)及占本地区总发电量比重 截至3月底累计光伏发电量(亿千瓦时)及占本地区总发电量比重 2.本季度全国总体消纳情况 2.1 全国新能源消纳利用水平整体较高,风电利用率有所提升。 一季度,全国弃风电量60亿千瓦时,风电利用率96.8%,同比提升0.8个百分点全国弃光电量24亿千瓦时,光伏发电利用率97.2%,同比下降0.3个百分点。 截至3月底全国弃风率逐月变化情况 截至3月底累计弃风电量(亿千瓦时)及弃风率 截至3月底全国弃光率逐月变化情况 截至3月底累计弃光电量(亿千瓦时)及弃光率 2.2 一季度全社会用电量同比增长5.0%,3月受疫情影响用电量增速有所放缓。 一季度全社会用电量2.04万亿千瓦时,同比增长5.0%。其中,二产用电仍是全社会用电量的主要来源。

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发电率不错，太阳能光伏发电发电过程简单，没有机械转动部件，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，无噪声、无污染；太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。

因此，与风力发电、生物质能发电和核电等新型发电技术相比，光伏发电是一种最具可持续发展理想特征(最丰富的资源和最洁净的发电过程)的可再生能源发电技术，具有以下主要优点。

①太阳能资源取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。

②太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失。

③光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电能的转换，没有中间过程(如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动，不存在机械磨损。根据热力学分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，可达80％以上，技术开发潜力巨大。

④光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。

⑤光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源。

⑥光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，基本上可实现无人值守，维护成本低。

光伏发电是一种利用半导体界面的光伏效应将光能直接转化为电能的技术。主要由太阳能电池板(组件)、控制器和逆变器组成，主要部件由电子元件组成。

1)解决无电人口和贫困地区用电。

独立光伏每3460 元的投资即可解决一人的用电而投资电网却需要13385 元，是独立光伏的3.87 倍。

2)实现精准扶贫。

2015~2017年三年光伏扶贫的开展，将使约200万户贫困群众在未来的20年获得每年3000元的稳定收入，相当于每年提供了60亿元的扶贫资金。

3)促进中西部融合。

西部以低廉的能源、人力成本吸引光伏制造企业前去投资。目前硅料环节57%的产能在西部，2018年底时这一数字可能达到76%其他环节的新增产能基本也都在西部。同时，截止2016年底，全国40%的光伏装机在西部省份，充分利用了当地丰富的太阳能资源和沙漠化土地，并能有效改善土地的沙漠化情况。

4)活跃民营资本，促进能源行业主体多元化。

传统能源从开采到发电，基本是控制在国有企业手中。而光伏产业，尤其是分布式光伏，打破了传统能源的地缘因素，降低了准入门槛，为更大范围的中小企业与公众参与能源事业提供了可能。

在持有量大的企业当中，国有企业和民营企业则各占半壁江山，而小规模持有人更是以民营企业为主。光伏发电的特点决定了其是促进能源行业主体多元化的主要力量。这种角色的转变将对能源系统的演进和发展产生重大而深远的影响。

5)集约用地，普及可再生能源，布局能源互联网

光伏发电与其他行业互补的发展新形式已经成为许多地区发展转型的措施之一，并使原有建筑物在原有功能的基础上，增加了发电、节能的功效，提高了利用率。户用光伏的发展，更是让可再生能源走进千家万户，让普通老百姓认识了可再生能源，提高了节能减排意识。

分布式光伏的发展，为未来的能源互联网发展奠定了坚实的基础。

6)节约水资源

从全生命周期来看，光伏发电的用水量仅是煤电用水量的50%，大力发展光伏发电，能有效节约水资源。

1) 组件面积——辐射量计算方法。

光伏发电站上网电量Ep计算如下：

Ep=HA×S×K1×K2式中：

HA——为倾斜面太阳能总辐照量(kW·h/m2)

S——为组件面积总和(m2)

K1 ——组件转换效率

K2 ——为系统综合效率。

综合效率系数K2是考虑了各种因素影响后的修正系数，其中包括：

1) 厂用电、线损等能量折减

交直流配电房和输电线路损失约占总发电量的3%，相应折减修正系数取为97%。

2) 逆变器折减

逆变器效率为95%~98%。

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，光伏组件发电效率会呈降低趋势。一般而言，工作温度损耗平均值为在2.5%左右。

除上述各因素外，影响光伏电站发电量的还包括不可利用的太阳辐射损失和最大功率点跟踪精度影响折减、以及电网吸纳等其他不确定因素，相应的折减修正系数取为95%。

这种计算方法是第一种方法的变化公式，适用于倾角安装的项目，只要得到倾斜面辐照度(或根据水平辐照度进行换算：倾斜面辐照度=水平面辐照度/cosα)，就可以计算出较准确的数据。

根据最新的《光伏发电站设计规范 GB50797－2012》第6.6条：发电量计算中规定：

1、光伏发电站发电量预测应根据站址所在地的太阳能资源情况，并考虑光伏发电站系统设计、光伏方阵布置和环境条件等各种因素后计算确定。

2 、光伏发电站年平均发电量Ep计算如下：

Ep=HA×PAZ×K

式中：

HA——为水平面太阳能年总辐照量（kW·h/m2）；

Ep——为上网发电量（kW·h）；

PAZ ——系统安装容量（kW）；

K ——为综合效率系数。

综合效率系数K是考虑了各种因素影响后的修正系数，其中包括：

1）光伏组件类型修正系数；

2）光伏方阵的倾角、方位角修正系数；

3）光伏发电系统可用率；

4）光照利用率；

5）逆变器效率；

6）集电线路、升压变压器损耗；

7）光伏组件表面污染修正系数；

8）光伏组件转换效率修正系数。

这种计算方法是最全面一种，但是对于综合效率系数的把握，对非资深光伏从业人员来讲，是一个考验，总的来讲，K2的取值在75%-85%之间，视情况而定。