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考虑光伏组件配比问题

来源:江南娱乐-意甲尤文图斯亚
时间:2015-03-06 16:35:23
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考虑光伏组件配比问题之前,曾经写过两篇新技术探讨的文章:《光伏发电量提高100%也许不是天方夜谭!》、《光伏组件:逆变器=1:1?你OUT了!从改变设备配比提高项目收益》。前一篇,

之前,曾经写过两篇新技术探讨的文章:《光伏发电量提高100%也许不是天方夜谭!》、《光伏组件:逆变器=1:1?你OUT了!从改变设备配比提高项目收益》。   前一篇,是根据兴悦能(北京)能源科技有限公司的李穆然总工程师的一项专利技术,通过对支架的简单改造和增加反射板,使光伏组件的接受的辐射量增加一倍,出力也增加一倍。   后一篇,是结合工作中的一个技改方案,认为我们常用的光伏组件:逆变器=1:1可能不是最经济的配比方案。   针对这两篇新技术探讨,很多人给了我回复。其中,大家疑问最多的就是:无论是第一种增加反射量还是第二种提高光伏组件配比,其结果都是光伏组件的输出功率会超出逆变器功率,逆变器能承受的住吗?会不会被烧毁?   针对这一问题,我与多位专家进行了探讨,说一下结果。   一、计算的前提条件   为了说明问题,做这样一个假设。   假设1:光伏组件功率P1、逆变器功率P0;.   假设2:基础方案:P1:P0=1:1,P1=P0   方案一:增加反射板后,假设光伏组件的输出功率变成原来的二倍,则P2:P0=2:1,P2=2P0   方案二:光伏组件与逆变器按1.2:1的比例进行安装,则P3:P0=1.2:1,P3=1.2P0   二、太阳能资源条件的影响   下图为从青海省某地的2011年太阳能资源观测数据筛选出的,分别为当年的总辐射最大日、年平均值、冬至日的逐时辐照强度。 图1 青海某地某年不同日的太阳能辐照强度   从上图可以看出,   在总辐射最大日,只有总辐射最大日正午的4个小时内,辐照强度是900W/m2以上;   全年平均来看,全天的总辐射量均在750W/m2以内;   冬至日时,一天的辐照度均在500W/m2以下。   当然,由于上述的观测数据是水平面的数据;当采用固定倾角时,光伏组件上接受的辐射量会大于上述水平面数据。因此,做了一个倾斜面上的辐照强度计算,结果如下表。   表1 倾斜面上的辐照强度表   说明:k为在最佳倾角时,当月平均的“倾斜面上辐射量与水平面上辐射量的比值”。   三、综合系统效率的影响   根据国家可再生能源信息中心的统计,光伏电站的综合系统效率如下图所示。 图2 光伏电站系统效率统计   由上图可见,项目的综合系统效率最高值为89%。而系统效率的损失,主要是在逆变器之前的环节造成的,逆变器之后,只有一个逆变器效率损失、箱变转换损失和交流线损,如下图。   因此,在逆变器之前,各项效率损失应该在8%以上,即逆变器之前部分的系统效率在92%以下。   表2 各项效率损失标准   四、光伏电站实际输出功率   只有在辐照强度是1000W/m2时,光伏组件的出力才是标称功率,辐照度降低,输出功率也会降低。下图为某组件的I-V曲线。 图3 光伏组件的I-V曲线   P=IU。从IV曲线可以看出,当辐照度在400W/m2以上时,输出功率与辐照度基本是成正比的。因此,逆变器实际输入功率Pa与标称功率P1之比,即为“倾斜面上的实际辐照度Fa:1000W/m2”   根据前文的假设,光伏组件标称功率:   基础方案为P1,方案一(增加反射板)为P2,方案二(增加光伏组件)为P3。   方案一:逆变器实际输入功率Pa=(Fa:1000)*P1*η   设η=92%,P1=2P0,当Fa=543W/m2时,Pa= P0   即,当辐照度Fa≤543 W/m2时,就不会产生弃光;   方案二:逆变器实际输入功率Pa=(Fa:1000)*P2*η   设η=92%,P1=1.2P0,当Fa=905W/m2时,Pa= P0   即,当辐照度Fa≤905 W/m2时,就不会产生弃光。   从表1可以看出,只有辐射量最大日的2个小时略大于905 W/m2。可见,如果采用“光伏组件:逆变器=1.2:1”的配比,只有夏天中午较短的时间内会产生弃光,其他的时间,输入逆变器的功率均低于其标称功率。   而如果采用“增加反射板”的方案,除冬季外,其他大部分时间,输入逆变器的功率均高于其标称功率。因此,应采取提高光伏组件倾角的方式,降低夏季的出力,提高冬季的出力。   五、小结   总的来看:   如果采用“光伏组件:逆变器=1.2:1”的配比方式,只有夏季中午的2个小时会产生小量的弃光,大多数时间,输入的功率都低于逆变器的标称功率。   如果采用“增加反射板”的方案,光伏组件的功率提高一倍,大部分时间,输入的功率都高于逆变器的标称功率。因此,要增大光伏组件的倾角,降低夏季的出力,提高冬季的出力。   通过咨询逆变器方面的专家,可以对逆变器的MPPT跟踪进行设置。当输入功率大于标称功率时,不采用MPPT跟踪,逆变器不会烧毁。(王淑娟)
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