要穩(wěn)定運(yùn)營百萬瓦（MW）級(jí)光伏發(fā)電業(yè)務(wù)并提高盈利能力，發(fā)電運(yùn)營商必須具備電氣設(shè)備知識(shí)，構(gòu)建并運(yùn)營適合的光伏發(fā)電系統(tǒng)。日本最大的MW級(jí)光伏逆變器（PCS）廠商?hào)|芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)（TMEIC）的技術(shù)人員、同時(shí)也是“百萬光伏商務(wù)網(wǎng)”顧問的伊丹卓夫，將通過本連載解答光伏電站的一些基本技術(shù)問題。

與光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體效率相關(guān)的有兩個(gè)要素，一個(gè)是太陽能電池板本身的轉(zhuǎn)換（發(fā)電）效率，另一個(gè)是如何使太陽能電池板所發(fā)電力損失最小地并入系統(tǒng)電網(wǎng)。后者取決于太陽能電池板的發(fā)電量與在系統(tǒng)電網(wǎng)接入點(diǎn)位置輸出的電量之差。這一電量差被稱為“中間損失”。一般來說，太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率容易成為關(guān)注的焦點(diǎn)，但即便轉(zhuǎn)換效率低一些，但增加電池板的面積及數(shù)量，就能獲得相同的發(fā)電量。所以對于MW級(jí)光伏電站的系統(tǒng)設(shè)計(jì)來說，如何降低“中間損失”非常重要。

關(guān)于太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率，需要留意的一點(diǎn)是，電池板上的電池單元（發(fā)電元件）的溫度會(huì)會(huì)左右發(fā)電效率。尤其是使用結(jié)晶硅類單元的電池板，溫度上升會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率明顯下降。太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率通常是在電池單元溫度為25℃時(shí)測量的數(shù)值，但電池單元的溫度達(dá)到25℃時(shí)，周圍的氣溫往往會(huì)比之低20℃～30℃，在日本，除非在冬季，否則很難達(dá)到產(chǎn)品目錄上標(biāo)明的轉(zhuǎn)換效率。

關(guān)于“中間損失”，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）發(fā)布的《大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)導(dǎo)入指南及輔助工具》（以下簡稱《指南》）介紹稱，這種損失高達(dá)約20％。造成損失的原因有好幾個(gè)，首先是布線造成的損失。布線越長損失越大。《指南》稱，PCS之前的直流電布線部分會(huì)損失10％，PCS將直流電轉(zhuǎn)換為交流電時(shí)會(huì)損失4.3％，從PCS到系統(tǒng)電網(wǎng)的交流電布線部分會(huì)損失1.6％。再加上遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)及監(jiān)控電源等站內(nèi)負(fù)荷（2.0％）、為PCS機(jī)箱散熱的功耗（1.1％）及PCS的待機(jī)功耗（1.6％），中間損失約為20％。順便一提，TMEIC生產(chǎn)的PCS的效率為97％，采用這種PCS時(shí)，轉(zhuǎn)換損失只有3％。


提高M(jìn)W級(jí)光伏電站系統(tǒng)總體效率的方法主要有以下三個(gè)：（1）縮短布線、（2）提高太陽能電池板及PCS等發(fā)電設(shè)備的效率、（3）提高接入電網(wǎng)時(shí)使用的升壓變壓器的效率。

縮短布線方面，太陽能電池板與PCS的配置十分重要，因?yàn)檫@會(huì)影響到太陽能電池板到PCS以及PCS到電網(wǎng)接入點(diǎn)的布線的長度。大多數(shù)光伏電站都會(huì)在鋪設(shè)的太陽能電池板的正中間配置PCS，然后從此處開始沿直線將電線鋪設(shè)到電網(wǎng)接入點(diǎn)，其原因就是這種方式的總布線長度最短。

提高升壓變壓器的效率方面，由于這種設(shè)備是日本《節(jié)能法》中“領(lǐng)跑者制度”的對象，各公司展開了技術(shù)開發(fā)競爭，如果光伏電站選擇高效率的產(chǎn)品，損失就會(huì)相應(yīng)減少。本連載將從下一篇開始介紹如何通過改進(jìn)PCS來增加發(fā)電量并提高發(fā)電效率。（特約撰稿人：伊丹 卓夫，東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)）