系統效率的變化影響因素

上圖為一個(gè)光伏電站一天中不同時(shí)間點(diǎn)的系統效率變化曲線(xiàn),其中其每個(gè)點(diǎn)的計算周期為15分鐘。由圖可見(jiàn)光伏電站的系統效率在一天中的任何一個(gè)時(shí)間都是不同的,而影響其以上變化的主要原因,除大家都知道的輻照度的變化,與此同時(shí)特定時(shí)斷的環(huán)境溫度及風(fēng)速的不同也將導致系統效率的變化。但是到底溫度及風(fēng)速對系統效率的影響有多少?

上表中,明確介紹了,保持系統及其他環(huán)境因素不變,只對平均環(huán)境溫度和風(fēng)速進(jìn)行了調整后的模擬系統效率結果差異,其中,年平均溫度提高3℃,系統效率對應下降0.9%;年平均風(fēng)速提到3米/秒,系統效率上升1.7%。因此,從如上模擬結果可以看出,風(fēng)速及溫度對最終系統效率的結果有非常大的影響。
現有方法局限性
在導讀中已經(jīng)給大家介紹,IEC61724中對系統效率進(jìn)行了定義,標準中對一般性長(cháng)期評估的系統效率測試方法及短期方法進(jìn)行了介紹,本文中簡(jiǎn)單羅列如下:

以上公式為基本的系統效率計算公式,即光伏電站的實(shí)際交流測的輸出電量比上光伏組件平面所接收到的輻射量。此方法用于一般性長(cháng)期評估。

同時(shí),以上公式是進(jìn)行了組件溫度修正后的公式,即除去了環(huán)境溫度對于系統效率的影響。此方法多用于短期評估,減少由于季節性差異導致的系統效率差異,而其中主要考慮了環(huán)境溫度的影響。
以上兩種方法被大家廣泛的使用,但其中存在的問(wèn)題,如本文開(kāi)篇介紹的,影響光伏電站系統效率的因素中除了環(huán)境溫度外,還有風(fēng)速的影響,本方法中缺少了對風(fēng)速這一個(gè)部分的考量。
理論方法
如何能夠減少環(huán)境溫度及風(fēng)速帶來(lái)的對于系統效率結果客觀(guān)評定的影響?
以下部分將針對具體的理論方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
項目的環(huán)境溫度和風(fēng)速基于不同電站位置及電站設計均存在差異,即以上兩個(gè)變量構成了光伏電站的特殊屬性。因而為了客觀(guān)準確表征光伏電站性能,比較或考量系統性能,需要將此特殊屬性的影響排除掉。
環(huán)境溫度和風(fēng)速對于系統效率的影響,主要表現在其對電池片工作溫度的影響。因此本文介紹的理論方法即為對于電池片工作溫度修正的方法。

以上公式中,可以注意到其主要差異點(diǎn)在于分母中,使用了組件電池片工作溫度,其中包含測試期內電池片溫度及全年電池片平均工作溫度,而非此前的組件溫度。此電池片工作溫度主要是通過(guò)理論計算的方式獲得,其計算過(guò)程中涉及了溫度及風(fēng)速的考量,具體計算方法將在此后的推文中進(jìn)行介紹。
評估結果分析

上圖為一系統的系統效率變化情況,以各月為單位,藍色點(diǎn)為無(wú)修正全年的系統效率變化,而紅色點(diǎn)為經(jīng)過(guò)以上方法修正后的系統效率??梢宰⒁獾?,藍色點(diǎn)各季節存在超過(guò)10%的差異,而除去影響后其各月影響在一個(gè)相對平穩的狀態(tài)。如此圖無(wú)法看出其修正后的影響,可以參見(jiàn)下圖。

上圖為此系統的系統效率變化情況,以各小時(shí)為單位。此圖可以看出,修正后的系統效率徹底的解決了環(huán)境溫度和風(fēng)速的影響,其系統效率非常穩定。
本文介紹了環(huán)境溫度及風(fēng)速對于系統效率的影響及通過(guò)的方式進(jìn)行修正后的系統效率對比,其主要目的在于能夠通過(guò)技術(shù)的方法,更準確的評價(jià)光伏電站系統效率,為并購方及電站持有方準確獲得系統性能指標提供支持。