光伏組件標(biāo)稱功率是在標(biāo)準(zhǔn)條件下測試的,實(shí)際發(fā)電功率有沒有可能超過標(biāo)稱功率,大家的說法不一,這也是光伏電站設(shè)計(jì)時(shí)不關(guān)注的問題之一,會(huì)影響系逆變器選型和系統(tǒng)的發(fā)電量。 以下觀點(diǎn)是我查資料總結(jié)出來的,不一定正確,歡迎各位討論。
太陽輻射度:太陽輻射到單位面積上的輻射功率,稱為太陽輻射度。單位是瓦/平米。組件標(biāo)稱功率是在標(biāo)準(zhǔn)條件下測試的,STC(standard test condition),其標(biāo)準(zhǔn)測試條件是:1. 輻照度:1000W/m2,2. 溫度:為(25±1)℃,3. 光譜特性:AM1.5 標(biāo)準(zhǔn)光譜。
所以組件最大輸出功率,不考慮逆變器等設(shè)備因素外,就是太陽輻照度和溫度了。太陽輻射度極限值是太陽常數(shù),值是1368W/ m2,到達(dá)地球表面后,受到天氣等各方面影響,最高值約1200 W/ m2,組件的功率溫度系統(tǒng)約-0.39%/℃ ,組件溫度下降,組件的功率會(huì)升高。
結(jié)論:一塊250W的組件,在不考慮設(shè)備損耗的情況下,在零下30度溫度,組件最大輸出功率Pmax=1.2*(1-(25+30)(-0.0039)*250=1.2*1.1755*250=352.65W。實(shí)際上,在我國陽光最好的地區(qū),如寧夏北部、甘肅北部、新疆南部等地區(qū),250W的組件最大輸出功率能到300W。
太陽光的光譜知識(shí):太陽光是由連續(xù)變化的不同波長的光混合而成,包含了各種波長的光:紅外線、紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫、紫外線等,其中由紅、橙、黃、綠、靛、藍(lán)、紫是可見光,人眼可見。波長較長的部分是紅光,波長比紅光更長的是紅外線,波長較短的部分是紫光,波長比紫光更長的是紫外線,雖然太陽能光譜的波長范圍很寬,從幾埃到幾十米,但輻射能的大小按波長的分配卻是不均勻的。其中輻射能量最大的區(qū)域在可見光部分,占到大約48%,紫外光譜區(qū)的輻射能量占到約8%,紅外光譜區(qū)的輻射能量占到約44%,太陽能電池只能吸收可見光部分的能量,轉(zhuǎn)化為電能,紫外光譜區(qū)不能進(jìn)行能量變換,紅外光譜區(qū)只能轉(zhuǎn)換為熱量。
太陽輻射度資料:而在一段時(shí)間內(nèi),太陽輻射到單位面積上的輻射能量稱為輻射量。影響輻射度的因素有:
1、太陽高度角或緯度:太陽高度角越大,穿越大氣的路徑就越短,大氣對太陽輻射的削弱作用越小,則到達(dá)地面的太陽輻射越強(qiáng);太陽高度角越大,等量太陽輻射散布的面積越小,太陽輻射越強(qiáng)。例如,中午的太陽輻射強(qiáng)度比早晚的強(qiáng)。
2、海拔高度:海拔越高空氣越稀薄,大氣對太陽輻射的削弱作用越小,則到達(dá)地面的太陽輻射越強(qiáng)。例如,青藏高原是我國太陽輻射最強(qiáng)的地區(qū)。
3、天氣狀況:晴天云少,對太陽輻射的削弱作用小,到達(dá)地面的太陽輻射強(qiáng)。例如四川盆地多云霧陰雨天氣,太陽輻射消弱,太陽輻射成為我國最低值區(qū)。
4、大氣透明度:大氣透明度高則對太陽輻射的削弱作用小,使到達(dá)地面的太陽輻射強(qiáng)。
5、白晝時(shí)間的長短。
6、大氣污染的程度:污染重,則對太陽輻射消弱強(qiáng),到達(dá)地面太陽輻射少。
全球撒哈拉大沙漠東部陽光最多,那里年平均日照時(shí)數(shù)達(dá)4300小時(shí),也就是說,每天大約有11小時(shí)45分鐘的時(shí)間能見到光輝燦爛的陽光。
組件和逆變器配配置:95%<(逆變器輸入功率/光伏陣列的額定功率) <115%,從系統(tǒng)發(fā)電量和逆變器壽命考慮,推薦組件總功率和逆變器功率相等,因?yàn)槟孀兤鬟\(yùn)行在功率50-75%狀態(tài)時(shí),效率最高,壽命最長。
作者簡介:劉繼茂,深圳晶福源銷售經(jīng)理,哈爾濱工業(yè)大學(xué)電力電子研究生,2008年開始從事逆變器研發(fā)和光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。研究過國內(nèi)外100多個(gè)光伏電站運(yùn)行情況,主要方向是從系統(tǒng)配置和逆變器設(shè)計(jì)方面,如何提高光伏電站發(fā)電量和電站運(yùn)行壽命。