3.3 覆膜后實際發電量比值
匯總7月1日后2、3區實際的發電量比值 ,并與預測值做比較,見圖。
覆膜后2、3區發電量比值
從圖上看到,實際發電量比值只有極少數落入預測區域,大部分超出預測區域1~2個百分點。
實驗期間,除對3區覆膜外,各區未有其他改動。據此可充分證明,自清潔納米太陽電池組件提高了3區的發電量。
進一步統計出采用自清潔納米太陽電池組件前后2、3區發電量比值的平均值,見下表。可見3區發電量提高了2.66%。
覆膜前均值 覆膜后均值 增長率
σ1 97.75% 100.41% 2.66%
表3 覆膜前后σ1的平均值
采用納米工藝后,電池組件的發電量確有提高。
按某20MWp大型太陽能光伏電站實際年均發電量2750萬千瓦時計算,每年發電量提高約73.15萬千瓦時。提高百分比約為2.66%。 通過對自清潔納米太陽電池組件特性的分析,并設計實驗進行比對,得到如下結論:對各區歷史發電量數據分析、比對后發現,自清潔納米太陽電池組件能提高玻璃層壓型太陽電池組件的發電量。
7:最大輸出功率跟蹤(MPPT)
從太陽電池應用角度上看,所謂應用,就是對太陽電池最大輸出功率點的跟蹤。并網系統的MPPT功能在逆變器里面完成。
在光伏逆變器的技術規格書里,大多數廠家都有MPPT效率這個指標,有些標為99%,有些甚至標為99.9%,MPPT效率目前還沒有可靠的儀器去測量,做認證也不需要測量,其實,MPPT效率是決定光伏逆變器發電量最關鍵的因素,其重要性遠超過光伏逆變器本身的效率,現在國內外光伏逆變器在相同的條件下對比發電量,相差可能高達20%,這個差異的主要原因就是MPPT效率。
MPPT的效率等于硬件效率乘以軟件效率,硬件效率主要由電流傳感器的精度,采樣電路的精度來決定的,軟件效率主要由采樣頻率來決定的,MPPT實現的方法有很多種,但不管用哪種方法,首先要測量組件功率的變化,再對變化做出反應。這其中最最關鍵的元器件就是電流傳感器,它的精度和線性誤差將直接決定硬件效率,而軟件的采樣頻率也是由硬件的精度來決定的。
目前電流傳感器有開環和閉環兩種,開環的電流傳感器測量精度99%,線性精度99%,總測量誤差2%,閉環的電流傳感器測量精度99.6%,線性精度99.9%,總測量誤差0.5%,如果采用開環電流傳感器,組件功率發生2%的變化,逆變器根本就測不出來,由于開環電流傳感器誤差大,所以采樣頻率也要降低,否則會發生振蕩,所以軟件的效率也只能達到99%,也就是說,使用開環電流傳感器的逆變器,它MPPT極限效率只有97%,而采用使用閉環電流傳感器的逆變器,它MPPT極限效率可達到99.5%。在市面上,開環電流傳感器比閉環電流傳感器大約便宜30%,現在社會有些不良廠家,為了降低成本,采用價格低的開環電流傳感器,但對外宣稱MPPT效率還能超過99%,嚴重誤導用戶,損害用戶的利益。
8:線路損失
系統的直流、交流回路的線損要控制在5%以內。
系統中電纜的選擇主要考慮如下因素:
? ?電纜的絕緣性能;
? ?電纜的耐熱阻燃性能;
? ?電纜的防潮,防光;
? ?電纜的敷設方式;
? ?電纜芯的類型(銅芯,鋁芯);
? ?電纜的大小規格。
光伏系統中不同的部件之間的連接,因為環境和要求的不同,選擇的電纜也不相同。以下分別列出不同連接部分的技術要求:
(1)組件與組件之間的連接必須進行UL測試,耐熱90℃,防酸,防化學物質,防潮,防曝曬。
(2)方陣內部和方陣之間的連接可以露天或者埋在地下,要求防潮、防曝曬。建議穿管安裝,導管必須耐熱90℃。
(3)蓄電池和逆變器之間的接線可以使用通過UL測試的多股軟線,或者使用通過UL測試的電焊機電纜。
(4)室內接線(環境干燥)可以使用較短的直流連線。
電纜大小規格設計,必須遵循以下原則:
(1)蓄電池到室內設備的短距離直流連接,選取電纜的額定電流為計算電纜連續電流的1.25倍。
(2)交流負載的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續電流的1.25倍。
(3)逆變器的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續電流的1.25倍。
(4)方陣內部和方陣之間的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續電流的1.56倍。
(5)考慮溫度對電纜的性能的影響。
(6)考慮電壓降不要超過2%。
(7)適當的電纜尺徑選取基于兩個因素,電流強度與電路電壓損失。完整的計算公式為:線損 = 電流×電路總線長×線纜電壓因子(式中線纜電壓因子可由電纜制造商處獲得。)
9:逆變器效率
光伏逆變器是太陽能光伏發電系統的主要部件和重要組成部分,為了保證太陽能光伏發電系統的正常運行,對光伏逆變器的正確配置選型顯得成為重要。逆變器的配置除了要根據整個光伏發電系統的各項技術指標并參考生產廠家提供的產品樣本手冊來確定。一般還要重點考慮下列幾項技術指標。
(1)、額定輸出功率
額定輸出功率表示光伏逆變器向負載供電的能力。額定輸出功率高的光伏逆變器可以帶更多的用電負載。選用光伏逆變器時應首先考慮具有足夠的額定功率,以滿足最大負荷下設備對電功率的要求,以及系統的擴容及一些臨時負載的接入。當用電設備以純電阻性負載為生或功率因數大于0.9時,一般選取光伏逆變器的額定輸出功率比用電設備總功率大10%-15%。
(2)、輸出電壓的調整性能
輸出電壓的調整性能表示光伏逆變器輸出電壓的穩壓能力。一般光伏逆變器產品都給出了當直流輸入電壓在允許波動范圍變動時,該光伏逆變器輸出電壓的波動偏差的百分率,通常稱為電壓調整率。高性能的光伏逆變器應同時給出當負載由零向100%變化時,該光伏逆變器輸出電壓的偏差百分率,通常稱為負載調整率。性能優良的光伏逆變器的電壓調整率應小于等于±3%,負載調整率就小于等于±6%。
(3)、整機效率
整機效率表示光伏逆變器自身功率損耗的大小。容量較大的光伏逆變器還要給出滿負荷工作和低負荷工作下的效率值。一般KW級以下的逆變器的效率應為80%~85%;10KW級的效率應為85%~90%;更大功率的效率必須在90%~95%以上。逆變器效率高低對光伏發電系統提高有效發電量和降低發電成本有重要影響,因此選用光伏逆變器要盡量進行比較,選擇整機效率高一些的產品。
(4)、啟動性能
光伏逆變器應保證在額定負載下可靠啟動。高性能的光伏逆變器可以做到連續多次滿負荷啟動而不損壞功率開關器件及其他電路。小型逆變器為了自身安全,有時采用軟啟動或限流啟動措施或電路。
以上提到的幾個方面,可以說從電站的硬性指標保證了電站的發電量,但要保證電站發電量的穩定和持久還需要我們從以下幾個軟性指標著手。
1、光伏電站發電量保險
為了給電站賣個好價格,我們就需要給電站購買發電量損失險或者電站關鍵設備效能險,這在德國、西班牙等歐洲國家已經是比較成熟的模式,在歐洲,大型AA+評級的保險公司提供10年的全風險保障,且只收取相當于系統投資1.5%的保費,并當發電量低于核準發電量的90%即可索賠。但在國內還是剛剛起步。國家電網旗下控股子公司英大泰和財險聯合另一家公司—中怡保險共同研發了目前國內唯一的光伏行業長期風險解決方案。這款國內首個針對光伏產品設計的25年期光伏組件質量及性能保險的產品于10月30日出爐,填補了光伏產品質量保證保險的空白。
保險公司在對光伏電站標的項目進行承保時,會涉及一下3個環節。我們需要予以關注。
(1)、檢測---電站建設完成后,保險公司或電站買方讓專業的第三方檢測機構負責電站組件、逆變器、支架、地質、線纜以及其他輔材的檢測;最終出具檢測報告,檢測是評估工作必不可少的一部分;
(2)、后評估---光伏電站建設完成后,通過設備材料檢測、檢查安裝工藝、系統設計合理性、一定時間的第三方運行數據分析等,給出一個合理的評估認定,并給予評級;
(3)、監管---由于電站損失在保險認定時可能會存在爭議,因此保險公司需要一個第三方的數據監管中心,此數據從現場采集一直到數據中心存儲,利益相關方都是無法進行修改的;后評估當中的運行數據分析一樣需要此類數據。
2、EPC公司進行發電量承諾。
同樣這種模式在國外已經比較成熟,但在國內只有為數不多的設計院開始探索這種模式。
其中西安特變電工設計院有限責任公司已經開始嘗試,不過前提是關鍵設備選型和運維需要由其決定。在接下來的幾年中,我們相信光伏系統集成商會在這個方面展開市場競爭。
匯總7月1日后2、3區實際的發電量比值 ,并與預測值做比較,見圖。
覆膜后2、3區發電量比值
從圖上看到,實際發電量比值只有極少數落入預測區域,大部分超出預測區域1~2個百分點。
實驗期間,除對3區覆膜外,各區未有其他改動。據此可充分證明,自清潔納米太陽電池組件提高了3區的發電量。
進一步統計出采用自清潔納米太陽電池組件前后2、3區發電量比值的平均值,見下表。可見3區發電量提高了2.66%。
覆膜前均值 覆膜后均值 增長率
σ1 97.75% 100.41% 2.66%
表3 覆膜前后σ1的平均值
采用納米工藝后,電池組件的發電量確有提高。
按某20MWp大型太陽能光伏電站實際年均發電量2750萬千瓦時計算,每年發電量提高約73.15萬千瓦時。提高百分比約為2.66%。 通過對自清潔納米太陽電池組件特性的分析,并設計實驗進行比對,得到如下結論:對各區歷史發電量數據分析、比對后發現,自清潔納米太陽電池組件能提高玻璃層壓型太陽電池組件的發電量。
7:最大輸出功率跟蹤(MPPT)
從太陽電池應用角度上看,所謂應用,就是對太陽電池最大輸出功率點的跟蹤。并網系統的MPPT功能在逆變器里面完成。
在光伏逆變器的技術規格書里,大多數廠家都有MPPT效率這個指標,有些標為99%,有些甚至標為99.9%,MPPT效率目前還沒有可靠的儀器去測量,做認證也不需要測量,其實,MPPT效率是決定光伏逆變器發電量最關鍵的因素,其重要性遠超過光伏逆變器本身的效率,現在國內外光伏逆變器在相同的條件下對比發電量,相差可能高達20%,這個差異的主要原因就是MPPT效率。
MPPT的效率等于硬件效率乘以軟件效率,硬件效率主要由電流傳感器的精度,采樣電路的精度來決定的,軟件效率主要由采樣頻率來決定的,MPPT實現的方法有很多種,但不管用哪種方法,首先要測量組件功率的變化,再對變化做出反應。這其中最最關鍵的元器件就是電流傳感器,它的精度和線性誤差將直接決定硬件效率,而軟件的采樣頻率也是由硬件的精度來決定的。
目前電流傳感器有開環和閉環兩種,開環的電流傳感器測量精度99%,線性精度99%,總測量誤差2%,閉環的電流傳感器測量精度99.6%,線性精度99.9%,總測量誤差0.5%,如果采用開環電流傳感器,組件功率發生2%的變化,逆變器根本就測不出來,由于開環電流傳感器誤差大,所以采樣頻率也要降低,否則會發生振蕩,所以軟件的效率也只能達到99%,也就是說,使用開環電流傳感器的逆變器,它MPPT極限效率只有97%,而采用使用閉環電流傳感器的逆變器,它MPPT極限效率可達到99.5%。在市面上,開環電流傳感器比閉環電流傳感器大約便宜30%,現在社會有些不良廠家,為了降低成本,采用價格低的開環電流傳感器,但對外宣稱MPPT效率還能超過99%,嚴重誤導用戶,損害用戶的利益。
8:線路損失
系統的直流、交流回路的線損要控制在5%以內。
系統中電纜的選擇主要考慮如下因素:
? ?電纜的絕緣性能;
? ?電纜的耐熱阻燃性能;
? ?電纜的防潮,防光;
? ?電纜的敷設方式;
? ?電纜芯的類型(銅芯,鋁芯);
? ?電纜的大小規格。
光伏系統中不同的部件之間的連接,因為環境和要求的不同,選擇的電纜也不相同。以下分別列出不同連接部分的技術要求:
(1)組件與組件之間的連接必須進行UL測試,耐熱90℃,防酸,防化學物質,防潮,防曝曬。
(2)方陣內部和方陣之間的連接可以露天或者埋在地下,要求防潮、防曝曬。建議穿管安裝,導管必須耐熱90℃。
(3)蓄電池和逆變器之間的接線可以使用通過UL測試的多股軟線,或者使用通過UL測試的電焊機電纜。
(4)室內接線(環境干燥)可以使用較短的直流連線。
電纜大小規格設計,必須遵循以下原則:
(1)蓄電池到室內設備的短距離直流連接,選取電纜的額定電流為計算電纜連續電流的1.25倍。
(2)交流負載的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續電流的1.25倍。
(3)逆變器的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續電流的1.25倍。
(4)方陣內部和方陣之間的連接,選取的電纜額定電流為計算所得電纜中最大連續電流的1.56倍。
(5)考慮溫度對電纜的性能的影響。
(6)考慮電壓降不要超過2%。
(7)適當的電纜尺徑選取基于兩個因素,電流強度與電路電壓損失。完整的計算公式為:線損 = 電流×電路總線長×線纜電壓因子(式中線纜電壓因子可由電纜制造商處獲得。)
9:逆變器效率
光伏逆變器是太陽能光伏發電系統的主要部件和重要組成部分,為了保證太陽能光伏發電系統的正常運行,對光伏逆變器的正確配置選型顯得成為重要。逆變器的配置除了要根據整個光伏發電系統的各項技術指標并參考生產廠家提供的產品樣本手冊來確定。一般還要重點考慮下列幾項技術指標。
(1)、額定輸出功率
額定輸出功率表示光伏逆變器向負載供電的能力。額定輸出功率高的光伏逆變器可以帶更多的用電負載。選用光伏逆變器時應首先考慮具有足夠的額定功率,以滿足最大負荷下設備對電功率的要求,以及系統的擴容及一些臨時負載的接入。當用電設備以純電阻性負載為生或功率因數大于0.9時,一般選取光伏逆變器的額定輸出功率比用電設備總功率大10%-15%。
(2)、輸出電壓的調整性能
輸出電壓的調整性能表示光伏逆變器輸出電壓的穩壓能力。一般光伏逆變器產品都給出了當直流輸入電壓在允許波動范圍變動時,該光伏逆變器輸出電壓的波動偏差的百分率,通常稱為電壓調整率。高性能的光伏逆變器應同時給出當負載由零向100%變化時,該光伏逆變器輸出電壓的偏差百分率,通常稱為負載調整率。性能優良的光伏逆變器的電壓調整率應小于等于±3%,負載調整率就小于等于±6%。
(3)、整機效率
整機效率表示光伏逆變器自身功率損耗的大小。容量較大的光伏逆變器還要給出滿負荷工作和低負荷工作下的效率值。一般KW級以下的逆變器的效率應為80%~85%;10KW級的效率應為85%~90%;更大功率的效率必須在90%~95%以上。逆變器效率高低對光伏發電系統提高有效發電量和降低發電成本有重要影響,因此選用光伏逆變器要盡量進行比較,選擇整機效率高一些的產品。
(4)、啟動性能
光伏逆變器應保證在額定負載下可靠啟動。高性能的光伏逆變器可以做到連續多次滿負荷啟動而不損壞功率開關器件及其他電路。小型逆變器為了自身安全,有時采用軟啟動或限流啟動措施或電路。
以上提到的幾個方面,可以說從電站的硬性指標保證了電站的發電量,但要保證電站發電量的穩定和持久還需要我們從以下幾個軟性指標著手。
1、光伏電站發電量保險
為了給電站賣個好價格,我們就需要給電站購買發電量損失險或者電站關鍵設備效能險,這在德國、西班牙等歐洲國家已經是比較成熟的模式,在歐洲,大型AA+評級的保險公司提供10年的全風險保障,且只收取相當于系統投資1.5%的保費,并當發電量低于核準發電量的90%即可索賠。但在國內還是剛剛起步。國家電網旗下控股子公司英大泰和財險聯合另一家公司—中怡保險共同研發了目前國內唯一的光伏行業長期風險解決方案。這款國內首個針對光伏產品設計的25年期光伏組件質量及性能保險的產品于10月30日出爐,填補了光伏產品質量保證保險的空白。
保險公司在對光伏電站標的項目進行承保時,會涉及一下3個環節。我們需要予以關注。
(1)、檢測---電站建設完成后,保險公司或電站買方讓專業的第三方檢測機構負責電站組件、逆變器、支架、地質、線纜以及其他輔材的檢測;最終出具檢測報告,檢測是評估工作必不可少的一部分;
(2)、后評估---光伏電站建設完成后,通過設備材料檢測、檢查安裝工藝、系統設計合理性、一定時間的第三方運行數據分析等,給出一個合理的評估認定,并給予評級;
(3)、監管---由于電站損失在保險認定時可能會存在爭議,因此保險公司需要一個第三方的數據監管中心,此數據從現場采集一直到數據中心存儲,利益相關方都是無法進行修改的;后評估當中的運行數據分析一樣需要此類數據。
2、EPC公司進行發電量承諾。
同樣這種模式在國外已經比較成熟,但在國內只有為數不多的設計院開始探索這種模式。
其中西安特變電工設計院有限責任公司已經開始嘗試,不過前提是關鍵設備選型和運維需要由其決定。在接下來的幾年中,我們相信光伏系統集成商會在這個方面展開市場競爭。