摘要：不可再生能源资源短缺问题在日益显现，各个国家对可再生能源研究与开发的力度不断增加，在不断研究和开发对太阳能、生物质能以及风能等多种可再生能源的利用。对可再生能源的研发与利用，可有效改善能源短缺的现状，更大的作用是有利于环境的改善和治理，有着众多的现实作用和长远意义。本文简要分析太阳能光伏发电，分析光伏并网电站的发电效率，并研究分析光伏电站发电效率的影响因素。
关键词：光伏电站；效率；温度；发电量
利用太阳能产生电能的光伏发电技术，因其独特的技术特点和优势，太阳能光伏发电会在二十一世纪的能源消耗中有着重要的地位，不仅能替换许多的常规性能源，而且会在能源供应中发挥重要作用。相关数据的分析，预计在二零三零年，全世界总体能源结构中，可再生能源的使用比重将会超过百分之三十，利用太阳能发电的光伏发电所产生的电能在世界总电力供应中的比重也将会超过百分之十；到二零四零年，在总能源消耗中可再生能源的使用将会超过百分之五十，利用太阳能发电的光伏发电所产生的电能在总电力中的比重也将会超过百分之二十；到二十一世纪末，在总能源消耗中可再生能源的使用将会超过百分之八十，太阳能发电所产生的电能比重也将会超过百分之六十。通过这些数据的分析，利用太阳能发电的光伏发电具有重要的研究意义和发展潜力。
光伏并网电站的发电系统效率是体现光伏电站运行性能的最终性指标，在同样的电站容量以及光辐照量的条件下，所能达到的系统效率越高则所能产生的发电量越大。分析研究光伏并网电站系统效率的影响因素，并研究针对性的改善措施以提高系统发电效率，是光伏电站研究设计工作及其运行维护的重点工作内容。本篇文章简要分析光伏并网电站发电效率及其相应的改善措施。
1光伏并网电站系统效率分析
可产生发电量多少的关键影响因素是电站的系统发电效率，研究系统发电效率应考虑的主要影响因素有：灰尘和雨水影响光能的吸收降低发电效率、温度变化降低发电效率、组件之间的串联匹配度不够而降低发电效率、逆变器对发电功率的损失、直流交流部分线缆发电功率的损失、变压器发电功率的损失等。
1.1灰尘和雨水影响光能的吸收降低发电效率
大型设计的光伏电站通常位置是选在戈壁地区，此种地区的地理环境风沙较大，降水量较少，电站会安排相应的工作人员对发电组件进行定期的清理，因而可采用的衰减数值：8%。
1.2温度变化降低发电效率
太阳能电池组件因其固有性质随着温度的变化而影响输出电压和电流，组件的实际发电效率降低从而降低了电量输出，因而温度变化导致的发电效率的降低是需要着重研究的重要因素。在进行发电站设计工作时，分析研究温度的影响而导致的电压电流的变化，根据电压电流的变化而设计合理的组件串联数量，确保组件的工作状态是大部分时间处于最大跟踪功率范围内。
1.3组件之间的串联匹配度不够而降低发电效率
因生产工艺以及生产技术条件的限制，从而致使不同类型的组件之间的发电功率和电流有着差别，单块的电池组件对系统发电功率的影响较小，然而光伏并网电站的设计是由许多电池组件串联而成，组件之间发电功率和产生的电流存有差别，从而影响着光伏电站的发电效率。组件之间的串联电流有着差别而导致发电效率的降低，因而计算此部分发电功率的降低为百分之二。
1.4交流线缆发电功率的损失
光伏并网电站的并网方式通常设计为就地升压方式，交流线缆一般设计为高压电缆，这部分对发电功率的损失较小，计算交流部分线缆对发电功率的损耗大约是百分之一。
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1.5变压器发电功率的损失
变压器的设计和生产技术较为成熟，应当选取高效率变压器，其效率大约为98%，则其功率损耗大概是百分之二。综合计算统计各部分的功率损失，从而计算可得光伏电站系统发电效率。
2光伏并网发电系统效率的优化措施
2.1加强太阳能电池组件清洗
因沙尘颗粒、阴雨天气等因素对太阳能电池组件发电效率的降低大概是百分之八，对光伏发电站发电量的影响较大，需要安排专业技术人员定期清理电池组件，可明显改善光伏电站的系统发电效率。对宁夏某20MWp光伏电站的研究与实地考察，对太阳能电池组件的清理，光伏电站大约增加了一百万度的发电量，系统发电效率大概提升了百分之三。
2.2采用组件最优分选
组件进行分选设计，组件需要测量相关参数，并根据这些参数在电流、电压按照不同的档次进行分选，由组件生产的厂家根据分选设计方案进行相应的包装，并根据分选设计方案进行组件串联设计以及相应的安装工作，能有效减少组件串联发电功率损耗1%至2%，而对于发电站系统整体发电量而言，每年能多产生3.2万度至6.4万度的电量，获得的经济效益是较为明显的。
2.3组件接线最优化设计
太阳能电池组件设计的自带电缆长度通常为1米，在一般情况下相毗邻组件之间串联之后汇集到汇流箱，电池组件设计的自带电缆长度余量较大，如果把太阳能电池组件设计为跨接形式，即可对电池组件的自带电缆余量进行充分利用，每组方阵设计可减少四分之一的光伏专用电缆。
2.4采用倾角可调支架
单轴设计及双轴设计的跟踪系统试运行在许多的光伏电站中，因为跟踪精度不足、设备稳定性不高、设备造价较高等因素，光伏跟踪系统难以进行大批量的运行和试用。
可调支架采用的是人工调节的方式，造价成本远低于跟踪系统。可调支架可依据不同季节的太阳辐射情况，由专业技术人员进行相应的支架倾角调节，从而提高对太阳辐射的吸收和系统发电效率。
2.5变压器选型
变压器型号的选用，为有效提高和确保光伏发电系统的发电效率可选择合适的非晶合金变压器。常规设计的变压器其工作效率大约是98%，并且其空载运行的损耗较大。
非晶合金变压器设计的空载运行损耗较小，而且其空载运行电流也较小，大约只是普通设计的变压器的三分之一，并且非晶合金变压器的运行效率可达到99%，如果选用的是非晶合金变压器，光伏电站发电效率的提高能超过百分之一，但也有其弊端，非晶合金变压器的造价相对较高，因而在光伏发电项目上没有广泛应用。
3小结
我国幅员辽阔太阳能资源相当丰富，应当加以有效利用，大部分地区平均日辐射量能超过每平方米四千瓦时。太阳能资源研究开发与有效利用的发展潜力巨大，近些年大型设计的光伏电站有了较大的进步发展。本篇文章简要分析光伏并网电站的发电效率，影响其发电效率的影响因素及其优化措施，为光伏并网电站的建设和发展提供一定的指导意义。
参考文献
[1]朱嘉嘉.光伏发电并网系统的相关技术研究[J].工程技术:全文版, 2016(8).
[2]邢尚林.并网型光伏电站发电功率预测与优化运营系统设计及应用[D].华北电力大学, 2016.
[3]王海彪.光伏发电并网控制策略研究[D].长春工业大学, 2017.
论文作者:李金鸿
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/8
标签：光伏论文; 效率论文; 电站论文; 组件论文; 功率论文; 系统论文; 变压器论文; 《电力设备》2018年第24期论文;