太阳能光伏发电效率的影响因素分析论文_宋国俊

(中利腾晖共和光伏发电有限公司 青海省海南藏族自治州共和县 813000)

摘要:光伏发电技术产业在当今能源问题日益突出、绿色环保成为能源发展主流的新形势下得到了快速地发展。光伏发电的技术研究就显得十分重要,特别是光伏整体发电效率的提升,对光伏行业的发展以及新能源技术的应用开发具有重大意义。本文就太阳能光伏发电效率的影响因素进行深入分析,以供参考。

关键词:太阳能光伏;发电效率;影响因素;提升措施

1影响太阳能光伏发电效率的因素

1.1地球的经度和纬度

太阳的高度角对太阳到达地球的辐射强度有着重要的影响,纬度越高的地区,太阳高度角越小,这样的地区太阳辐射强度也越小;纬度较低的地区,太阳高度角很大,这样的地区接受到的太阳辐射量越强。因此,纬度越低的地区越适合发展太阳能光伏发电,这样发电的效率和太阳能光伏发电的利用率越高。

1.2太阳的日照时间

太阳的日照时间也是影响太阳的辐射量的一个重要因素。太阳的日照时间越长,地球上的太阳辐射量越多,例如夏季,太阳的日照时间比较长,这样长时间的太阳日照大大增加了到达地球的太阳辐射量,夏季太阳能光伏发电的效率更高。

1.3太阳能电池板的材料

太阳能电池板的质量直接影响着太阳能光伏发电的发电效率,太阳能电池板最重要的是它的制作材料,太阳能电池板的材料和质量是近年来各个国家主要研究的主要方面。目前太阳能电池板的材料主要是半导体材料,根据不同的制作材料,太阳能电池有很多种,其中应用最为广泛的就是硅太阳能电池板。硅太阳能电池板主要是由单晶体和多晶体硅材料构成的,在全世界的生产规模最大,硅太阳能电池的制作工艺已经很先进,硅太阳能电池性能稳定、发电效率高、散热性能好,使用价值极高,在很多国家都已经广泛推行。

1.4逆变器的工作效率

逆变器的工作效率是影响太阳能光伏发电效率的一个重要因素。由于逆变器的功率比较大,在高负荷供电时,它的工作可以保持在90%甚至95%,但是在低负荷供电时,逆变器的工作效率受到很大影响,因此逆变器的工作效率对太阳能光伏发电效率有着重要影响,对于降低发电成本也有着重要的影响。因此,在选择逆变器时应选择自身功力损耗较小的,这样可以提高逆变器的效率,降低成本。

1.5最大功率峰值跟踪的影响

逆变器工作在光伏阵列的电流-电压曲线上的位置确定着逆变器输入的直流功功率的大小,在理想的工作状态下,逆变器工作的太阳能光伏阵列的功率的最大峰值。随着环境的改变,一天之中的各个时段,太阳光的温度和太阳的辐射量,逆变器工作的最大峰值是不一样的。在太阳能光伏发电系统中,有一个用于最大功率峰值跟踪的一个设备称为运算器,逆变器通过运算器和光伏阵列联系起来,可以提高逆变器的工作效率,最大化的转移能量。目前有很多逆变器的最大功率峰值跟踪的运算方法,他们有不同的参数,电压、电流、电容等。但很多运算方法都有一定的局限性,使得逆变器的最大功率跟踪达不到要求的效率。

2提升太阳能光伏发电效率的相关措施

2.1提升光电转换效率

光伏电池组件的转换效率是指太阳能电池板将太阳光转换成电能的效率。转换效率越高,相同功率的电池板面积就越小,这很大程度取决于半导体材料(即受阳光激发的波长)和制造工艺水平。目前结晶硅型太阳能电池的转换效率提升趋于见顶,而化合物型太阳能电池的转换效率随着技术开发还有很大的提高余地,随着创新型太阳能电池投入使用,有可能实现转换效率接近或超过40%的高效率太阳能电池板。不同原材料的太阳能电池转化效率开发目标如表1所示。

表1不同原材料的太阳能电池转化效率预测

2.2增强光照辐射强度

由于当前绝大数太阳能电池板采用固定安装方式,朝向的设置是以某一时期(如一年)内获取最多电能为原则,其根本缺点就是不能保证阳光的垂直入射,从而造成光伏整体利用效率不高。可以通过单轴式或双轴跟踪系统来控制电池板的朝向,如图1(a、b)所示。单轴跟踪系统一般只单独控制光伏电池板的方位角(azimuth)来实现不完全的跟踪,双轴跟踪系统可以同时对高度角(altitude)和方位角这两个参数进行控制,能实现完全的跟踪。据有关文献报道,相对于同容量配置的固定式光伏发电系统,双轴跟踪式光伏发电系统的年发电量可提高37%~50%。

3结束语

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的自然能源,而我国拥有非常丰富的太阳能资源亟待开发,青藏高原、甘肃北部、宁夏北部和新疆南部等地,是太阳能丰富的地区。太阳能资源丰富,对环境无任何污染,解决好影响太阳能光伏发电效率的问题,使太阳能得到充分的利用,太阳能在未来将成为满足可持续发展需求的理想能源之一。

参考文献:

[1]李亮.浅谈影响太阳能光伏发电效率的因素[J].辽宁太阳能研究应用有限公司,2013(2).

[2]王慧荣.浅析太阳能光伏发电效率的影响因素[J].华能宁夏大坝发电有限责任公司,2011(12).

作者简介:

宋国俊(1983.11.19),男,籍贯:青海,学历:本科,职称:初级工程师,职务:值班长,从事光伏发电工作,单位:中利腾晖共和光伏发电有限公司,邮编:812100。

论文作者:宋国俊

论文发表刊物:《电力设备》2017年第35期

论文发表时间:2018/4/28

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