我國太陽年輻射總量,從整體來說,西部地區高于東部地區,除西藏和新疆兩個自治區外,基本上是南部低于北部。太陽能隨著緯度的升高而增長。
古瑞瓦特項目案例
太陽總輻射存在明顯的季節變化。以甘肅為例,夏季太陽總輻射最強,達1985.6MJ/㎡,平均太陽總輻射為冬季的一倍以上;次強為春季,達1785.0MJ/㎡;秋季為1251.5MJ/㎡,最弱的是冬季僅為967.6MJ/㎡。
一般來說,如果安裝太陽能,北方發電量要比南方高,特別是夏天,一個10kW電站,同樣的組件河北要比廣東每個月要多發40度電,但是,并不是一定四季北方都比南方發電量高,在12月到2月之間,南方比北方發電量高。
出現這種情況,主要和氣候有關,下表是北京、江西、廣東3個地方5kW光伏電站1年實測光伏發電量的實測數據。
從上述數據可以看到,3個地方都是夏季發電量最高,冬季最低,但是低緯度的廣東變化幅小,緯度高的北京年變化幅度大。緯度越高,春季與秋季變化速度越快。
產生這種現象的原因是北方緯度高的地區降水很少,多晴朗天氣,大氣對太陽輻射是反射和散射少,太陽輻射強。南方春夏降水豐富,特別是6月多雨天氣,云層厚度大,云層對太陽輻射的反射和散射多,太陽輻射弱一些。所以夏季北方發電量高。而到了冬天,南方降雨量也不大,北方則是霧霾和雨雪天氣增加,白天時長也比南方短,因此發電量就比不上南方。
下面再以哈爾濱、北京、常州、溫州、東莞、三亞等6個地區的方陣總輻射量數據,光伏支架按最佳傾角正南方向安裝。
數據來源:坎德拉PV,數值單位:kWh/㎡
從上表可以看到,哈爾濱3月份輻射量最好,12月最低,相差1.96倍;三亞5月份最高,12月最低,相差1.32倍。
冬夏季發電量差異對系統設計的影響:
1、對于分布式光伏并網項目,光伏發電和電網相連,這個差異對系統沒有影響。
2、對于光伏離網系統,組件設計的基本滿足光照最差季節的需要,但在高緯度地區,最差季節的光照度遠遠低于全年平均值,如果還按最差情況設計太陽能電池組件的功率,那么在一年中的其他時候發電量就會遠遠超過實際所需,造成浪費。這時可以考慮適當加大蓄電池的設計容量,增加電能儲存,使蓄電池處于淺放電狀態,彌補光照最差季節發電量的不足。另外,適當增加組件傾角,也可以增加冬季發電量。
3、有的項目要求光伏系統盡量平滑輸出,組件比逆變器超配很多,這些項目在低緯度地區比較容易實現,在高緯度地區,夏季發電量浪費比較多,冬季又不能實現平滑輸出,要慎重考慮。