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光伏组件在不同运行模式下的性能研究

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电站投资的关注热点 ，但是光伏 电站存在着投资成 本较大 、效率低等缺点 ，降低 了其应用价值和性价 比。因此 ，提高光伏电站的整体效率 ，从 而使太 阳
能 电 站 获 得 最 大 的 发 电 量 这 个 课 题 就 显 得 尤 为 重
１ 测试 方 案
１ ． １ 系统 介绍
本文涉及的三个光伏系统采用了三种安装方式 ［ ３ － ４ ］ ， 分别是 ：微逆变器系统 、电源优化器系统和组串式
第 １ ２卷 第 ４期 ２ ０ １ ４年 １ ０ 月
顺 德 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ｕ ｎ ｄ ｅ Ｐｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ
Ｖｏｌ ＿ １ ２ ＮＯ ． ４ Ｏｃ ｔ ． ２ Ｏ１ ４
光伏组件在不同运行模式下的性能研究
原 。
关键 词 ：光伏 组 件 ；发 电量 ；不 同运行 模 式 ；微 逆 变 器 ；电源优 化 器
中图分 类号 ：Ｔ Ｋ ５ １ ４ 文 献标 志码 ：Ａ 文章 编号 ：１ ６ ７ ２ — ６ １ ３ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ ０ ０ ５ — ０ ５
Ｄ Ｏｌ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — ６ １ ３ ８ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ４ ． ０ ０ ２
摘 要 ：通 过 对在 三种 运行 模 式 （ 即微 逆 变器 系统 、 电 源优 化 器 系统 和组 串式逆 变器 系 统 ）下 的光 伏 系统发 电量进 行 比较 与 分析 ，研 究 了户 外不 同运行 模 式 下 晶体硅 光伏 组
件的初期衰减情况，测量结果表 明，三种 系统的发 电量组 串逆变器系统的 日发电量最
逆变 器 系统 。这 三个 系 统 于 ２ ０ １ ０ 年安 装 ，除 了逆 变 器之 外 采 用 统 一 规 格 组件 、统 一 以 ２ ２。倾 角 安 装 ， 安装 地 址 位 于 顺德 中 山大 学太 阳能 研 究 院 实验 场 地
要 。长期以来 ，为 了优化电站 的整体发 电效率 ，人
５
顺 德 职 业 技 术 学 院 学 报
第１ ２ 卷
为１ ５ ０ ０ ｍｍ×９ ９ ０ ｍ ｍ× ４ ６ ｍ ｍ，电池尺寸为 １ ５ ６ ｍｍ×
伏组件各连接一个微逆变器 ，各个微逆变器 的输出 端并联后接人电网，见图２ 。该系统中微逆变器主要
作 用 是 将 光伏 组 件 输 出的直 流 电直 接变 换 成 交 流 电 并 传 输 到 电 网 。 采 用 的 是 型 号 为 ＭＡ Ｃ ２ ５ ０ 微 逆 变 器 ，其 性 能参 数 为 ：额 定 交 流 功 率 １ ８ ０ ｗ ；输 人 电
们 通 过 优 化安 装 角 度 ，改进 组 件 的 串并 联方 式 以及
组件前后间距 的计算 ，从而获得更高 的太阳能辐照
量 ，提 高 系 统 的发 电量 。在一 些 光 伏 产 业发 达 的 国 家 如 德 国 、西班 牙 、意 大 利 和美 国等 ，已经 开始 采 用 太 阳能 自动跟 踪 系 统 ，能够 自动 跟 踪 太 阳光 走 向 调 整 组 件 倾 角 ，但 是 相 对 成 本较 高 。而 不 同 的 运行
收 稿 日期 ：２ ０ １ ４ — ０ ９ — １ ５
图１ 光伏 系统整体效果 图
作 者简 介 ：董娴 （ １ ９ ８ ６ 一） ，女 ，贵 州安顺 人 ，工 程师 ，硕 士 ，研究 方 向 ：光 伏发 电技 术 。
通信作者 ：孙韵琳 （ １ ９ ８ ４ 一） ，男 ，博士 ，Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ：ｓ ｕ ｎ ｙ ｕ ｎ ｌ ｉ ｎ ＠１ ６ ３ ． ｅ ｏ ｍ。
１ ５ ６ ｍ ｍ，其额定参数见表 １ 。
表１ 组件性能的额定参数
１ ． １ ． １ 微 逆 变 器 系统
压２ ０—５ ０Ｖ；输 出 电压 ２ ２ ０Ｖ；ＭＰ Ｐ Ｔ电 压 范 围 ２ ２～
４ ０ Ｖ；工作 电压 范 围 １ ８ ７—２ ４ ２ Ｖ；最大 效率 ９ ５ ． Ｏ ％。
（ 广东顺德） ，该地气候条件是亚热带季风气候 。整
体效 果 图见 图 １ 。 组件 采 用 的是 知 名 品牌 多 晶硅 组 件 ，组 件 尺 寸
模式对于系统发电量 的影响 ，却很少有人提及 。本 文 主要是研究不同的运行模式 （ 微逆变器 、电源优
化 器 和 组 串逆 变 器 ） 光 伏 系 统 在 同一 地 区 的 发 电
高 ，微 逆 变 器 系统 和 电源优 化 器 系统 基 本 一 致 ，而 晶体硅 组 件在 户 外运 行 了 ３ 年之 后
功 率 平均 衰 减 率 为 ２ ． ２ ０ ％，同 时 ，不 同的运行 模 式 下组件 初 期 衰 减会 出现 一 定 的差 异 ， 其 中微 逆 变器 安 装 方 式 的 组 件 衰 减 率 最 低 ，通 过 Ｅ Ｌ测 试 尝 试找 出导 致其 衰减 差异 的
截止 ２ ０ １ ３年 底 ， 全 世 界 光 伏 装 机 容 量 为 １ ３ ６ ． ７ Ｇ Ｗｐ ，我 国 累计 装 机 容 量 为 ２ ０ Ｇ Ｗｐ 。 面 对 如 此 巨 大 的市 场 ，光伏 电站 的发 电性 能 和可 靠 性 成 为
量 ，以及不 同运 行模 式 对 组 件 的影 响 ，即三 种 运行 模 式对 于组 件 的衰减 Ｈ 会 产生 怎样 的影 响 。
微 逆 变 器 光 伏 系统 的容 量 为 ２ ． ０ ２ ｋ Ｗｐ ，每 块 光
董娴 ，金 叶 义 ，王宏磊 ，梁文英 。 ，孙韵琳
（ １ ． 顺德 中山大学太 阳能研究 院，广东 佛山 ５ ２ ８ ３ ３ ３ ； ２ ． 中山大学 太 阳能系统研 究所 ，广东 广州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ；３ ． 青 海师范大学 物理 系，青海 西宁 ８ １ ０ ０ ０ ８ ）

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多曲面槽式聚光光伏发电组件光学性能研究

多曲面槽式聚光光伏发电组件光学性能研究

多曲面槽式聚光光伏发电组件光学性能研究侯静;常泽辉;温雯;郑宏飞;江钒【摘要】根据多曲面槽式聚光器的聚光性能,提出一种新的应用于光伏发电系统的聚光器结构设计方法,建立详细完整的三维模型,采用光学追迹、几何光学分析等方法对模型中的光学性能进行仿真计算研究.通过追迹模拟,直观地再现了聚焦光线的分布、焦斑宽度,并对其几何光学效率、聚焦中心偏移量随入射偏角的变化关系进行了计算和分析.结果表明,当入射偏角不大于2.8.时,此聚光系统的几何光学效率为99.81％,聚焦中心偏移量随入射偏角呈线性变化.所建立的模型可为聚光光伏发电系统的光学效率研究提供参考.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2014(038)006【总页数】4页(P1081-1084)【关键词】多曲面槽式聚光;光学性能;光伏组件【作者】侯静;常泽辉;温雯;郑宏飞;江钒【作者单位】内蒙古建筑职业技术学院机电与暖通工程学院,内蒙古呼和浩特010070;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081;内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古呼和浩特010051;内蒙古建筑职业技术学院机电与暖通工程学院,内蒙古呼和浩特010070;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081;北京理工大学机械与车辆工程学院,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TM914聚光光伏发电系统是降低光伏发电成本的有效途径之一，它通过使用聚光器来提高入射到光伏组件单位面积上的辐照度，这有助于在相同电能负荷下，减少光伏组件所需的面积，用便宜的光学材料代替昂贵的半导体材料，提高了发电系统的成本综合效益[1]。

应用在光伏发电系统上的聚光装置分为菲涅尔(Fresnel)透镜折射聚光系统和抛物面反射聚光系统。

但是两者都需要使用成本较高的太阳跟踪装置、易集尘、风阻大[2]，而且在较高的聚光比下，常规光伏组件工作温度超过100℃，导致光电性能提高有限，需要附加生成空冷型或水冷型的电热联供系统才能保证系统工作稳定[3-4]。

光伏发电系统的并网与离网运行模式比较

光伏发电系统的并网与离网运行模式比较

光伏发电系统的并网与离网运行模式比较随着可再生能源的快速发展，光伏发电系统已经成为一种受到广泛关注的能源解决方案。

光伏发电系统主要通过光伏组件将太阳能转化为电能，并将其注入电网或储存起来以供后续使用。

而光伏发电系统的运行模式主要分为并网和离网两种方式。

一、并网运行模式并网运行模式是指将光伏发电系统直接连接到电网，通过逆变器将直流电转换为交流电，并将其注入电网。

并网运行模式具有以下优点：1. 增加能源利用率：并网运行模式下，电网可以为光伏发电系统提供补充电能，使系统的能源利用率更高。

2. 发电系统发电能力的最大化：并网运行模式下，所需的电能不仅可以从太阳能中获得，还可以从电网中获取，从而将发电能力最大化。

3. 节约成本：并网运行模式下，系统无需购买大容量的电池组以储存电能，降低了系统的投资成本。

但并网运行模式也存在一些缺点：1. 电网负荷限制：电网可能对外部的光伏发电系统的注入功率有一定的限制，当光伏发电系统的发电功率超过了电网的负荷能力时，系统需要通过调整并网功率或其他措施来适应电网的需求。

2. 安全风险：并网运行模式下，光伏发电系统必须严格符合电网标准和规范，以确保安全可靠地与电网连接。

二、离网运行模式离网运行模式是指将光伏发电系统与电网完全隔离，系统通过电池组储存白天发电的电能，以供夜间或低光照条件下使用。

离网运行模式具有以下优点：1. 独立性强：离网运行模式下，光伏发电系统不依赖于电网供电，可以独立运转，能源来源更加可靠稳定。

2. 灵活性：离网运行模式下，系统可以根据实际需要自行调节发电和用电之间的平衡，具有较高的灵活性。

3. 适用范围广：离网运行模式适用于偏远地区或无电网覆盖的地方，可以满足基本的用电需求。

但离网运行模式也存在一些限制：1. 储能成本高：离网运行模式需要配备大容量的电池组，以储存足够的电能，增加了系统的成本。

2. 能源管理困难：离网运行模式下，系统需要进行精确的能源管理，以确保光伏发电系统的电能供应和用电需求的平衡。

光伏发电在工业园区的应用模式有哪些

光伏发电在工业园区的应用模式有哪些

光伏发电在工业园区的应用模式有哪些在当今社会，随着对清洁能源的需求不断增长，光伏发电作为一种可再生能源技术，在工业园区中的应用日益广泛。

光伏发电不仅能够为工业园区提供绿色、可持续的电力供应，还能帮助企业降低能源成本，减少对传统能源的依赖，实现节能减排的目标。

那么，光伏发电在工业园区的应用模式究竟有哪些呢？一、屋顶分布式光伏发电模式屋顶分布式光伏发电是在工业园区中较为常见的应用模式之一。

工业园区内众多企业的厂房屋顶面积广阔，为光伏发电提供了充足的空间。

通过在屋顶安装光伏组件，将太阳能转化为电能，所产生的电力可以优先供企业自用，多余的电量则可以上网销售给电网公司。

这种模式具有诸多优点。

首先，它充分利用了闲置的屋顶资源，不占用额外的土地。

对于企业来说，无需新增建设用地，降低了项目实施的难度和成本。

其次，屋顶分布式光伏发电系统的安装相对简单，施工周期较短，能够快速实现发电效益。

再者，企业自用部分的电力可以享受优惠电价，降低了企业的用电成本，提高了企业的竞争力。

然而，屋顶分布式光伏发电也面临一些挑战。

例如，屋顶的承重能力和防水性能需要在项目实施前进行严格评估和改造，以确保系统的安全稳定运行。

此外，由于屋顶面积有限，单个企业的发电规模可能相对较小，需要整合多个企业的屋顶资源来实现较大规模的发电。

二、地面集中式光伏发电模式在工业园区内，如果有足够的闲置土地，地面集中式光伏发电也是一种可行的应用模式。

地面集中式光伏发电通常采用大规模的光伏阵列，占地面积较大，能够产生较为可观的电力输出。

这种模式的优点在于发电规模较大，可以为整个工业园区提供集中的电力供应。

同时，通过合理的规划和设计，可以与园区的景观和环境相融合，减少对土地资源的浪费。

但是，地面集中式光伏发电也存在一些不足之处。

首先，土地获取和审批手续相对复杂，需要较长的时间和较高的成本。

其次，由于光伏阵列占地面积大，可能会对园区的土地利用规划产生一定的影响。

此外，大规模的光伏电站建设和运维需要专业的技术和管理团队，对企业的能力提出了较高的要求。

光伏系统功率衰减模型及发电量预测算法

光伏系统功率衰减模型及发电量预测算法

光伏系统功率衰减模型及发电量预测算法光伏系统作为可再生能源的重要代表，已经在全球范围内得到广泛应用。

光伏发电系统的运行效率和实际发电量在很大程度上依赖于太阳辐射的变化。

然而，由于天气、季节和年份等因素的影响，太阳辐射在光伏发电中存在着一定的变化和波动。

因此，准确预测光伏系统的发电量对于优化发电系统并进行高效管理至关重要。

在光伏系统中，功率衰减是指光伏组件在运行过程中由于多种原因而导致输出功率的减少。

常见的功率衰减原因有光热效应、光电转换效率衰减、阴影和污染等。

针对这些功率衰减原因，研究人员提出了各种衰减模型，以预测光伏系统在不同条件下的发电量。

其中，光热效应是光伏系统中不可忽视的因素之一。

光热效应是指当光照较强时，光伏组件的温度会升高，从而影响组件的发电效率。

研究人员通过监测光伏组件的温度和其他环境参数来建立光热效应的衰减模型。

基于这些模型，可以预测光伏组件在不同温度下的发电功率，从而实现对光伏系统发电量的精确预测。

另一个影响光伏系统功率衰减的因素是光电转换效率衰减。

光电转换效率衰减是指光伏组件在使用一段时间后，其转换太阳辐射为电能的效率会逐渐降低。

这种衰减通常是由于光伏组件材料的老化和损坏引起的。

为了准确预测光电转换效率衰减，研究人员通过监测光伏组件的运行数据和历史数据，建立了基于经验模型和统计模型的预测方法。

此外，阴影和污染也是影响光伏系统功率衰减的重要因素。

阴影会导致光伏组件光照不均匀，从而降低系统的整体发电效率。

而污染会导致光伏组件表面的吸收和反射光线的能力下降，进而影响光伏组件的发电效率。

为了准确地预测光伏系统在阴影和污染环境下的发电量，研究人员利用数学模型和机器学习算法，对光照分布和污染程度进行建模和预测。

针对光伏系统功率衰减的模型建立，发电量预测成为了光伏发电系统管理的重要任务。

通过发电量预测，可以帮助光伏发电系统管理人员进行运维管理和优化运行，提高光伏发电系统的发电效率和经济效益。