太阳能光伏发电组件发电效率影响因素

太阳能板效率和光照强度的关系曲线

摘要：

一、引言

二、太阳能电池板效率的定义与影响因素

1.光照强度

2.光照时间

3.光伏电池片的转化率

三、太阳能电池板与光照强度的关系

1.光照强度对电池板效率的影响

2.光照强度与电池板输出电压的关系

3.光照强度对电池板发电效率的影响

四、太阳能电池板的最大发电效率

1.光照强度对最大发电效率的影响

2.地球上光照强度的范围

五、结论

正文：

一、引言

太阳能是一种清洁、可再生的能源，被广泛应用于发电、照明等领域。太阳能电池板是利用光能转换为电能的核心部件，其效率是衡量其性能的重要指标。本文将探讨太阳能电池板效率与光照强度的关系，以及光照强度对电池板性能的影响。 二、太阳能电池板效率的定义与影响因素

太阳能电池板效率是指在特定条件下，电池板将光能转换为电能的效率。其影响因素主要包括光照强度、光照时间以及光伏电池片的转化率。

1.光照强度：光照强度是指单位时间内单位面积上的光子数乘以每个光子的能量。当光照强度增加时，光生电子空穴对的数量增加，从而提高电池板的发电效率。

2.光照时间：光照时间是指电池板接受光照的时间长度。在光照强度一定的情况下，光照时间越长，光生电子空穴对的数量越多，从而提高电池板的发电效率。

3.光伏电池片的转化率：光伏电池片的转化率是指电池片将光能转换为电能的效率。转化率越高，电池板的发电效率越高。

三、太阳能电池板与光照强度的关系

光照强度对电池板效率的影响：在一定范围内，随着光照强度的增加，电池板的发电效率会提高。但是当光照强度超过一定值后，电池板的发电效率将不再随光照强度增加而提高。

光照强度与电池板输出电压的关系：根据光伏电池的开路电压与入射光辐照度的对数成正比的原理，可以得知光照强度与电池板输出电压存在一定的关系。在一定范围内，随着光照强度的增加，电池板的输出电压也会增加。

《宁夏电力》2010年第5期

收稿日期：2010-05-16作者简介：尚华（1976-），女，助理工程师，从事电力项目的前期管理工作。摘要：对影响太阳能光伏发电效率的因素:太阳光的辐射量、太阳能光伏组件的特性和质量、逆变器整机效率和最大功率峰值跟踪等进行分析，提出了提高太阳能光伏发电效率需进一步解决的问题。关键词：太阳能；光伏发电；硅材料；转换率；效率中图分类号：TM615文献标志码：B文章编号：1672-3643（2010）05-0048-03太阳能光伏发电效率的影响因素尚华1，王惠荣2（1.中电投宁夏青铜峡能源铝业集团公司，宁夏银川750011；2.华能宁夏大坝发电有限责任公司，宁夏青铜峡751607）

AnalysisonthefactorsaffectingtheefficiencyofsolarenergyphotovoltaicpowergenerationSHANGHua1,WANGHui-rong2（1.ChinaElectricityInvestmentNingxiaQingtongxiaEnergyResourcesAluminiumIndustryGroupCompany,YinchuanNingxia750011,China;2.HuanengNingxiaDabaGenerationCo.,Ltd.,QingtongxiaNingxia751607,China）Abstract:Analyzesthefactorsaffectingtheefficiencyofsolarenergyphotovoltaicpowergeneration-thequantityofsolarradiation,thecharacteristicandqualityofsolarenergyphotovoltaiccomponent,theconverteroverallefficiencyandthetrackingofmaximumpowerpeakvalue,putsforwardtheproblemsshouldbesolvedinordertoimprovetheefficiencyofsolarenergyphotovoltaicpowergeneration.Keywords:solarenergy;photovoltaicpowergeneration;siliconmaterial;conversionfactor;efficiency常规化石燃料的无节制使用，不但迟早会枯竭耗尽，而且化石燃料对环境的严重污染所导致的生态破坏、地球温室效应等正日趋严重地威胁着人类的生存。能源短缺、环境污染是当今世界面临的两大问题，制约着人类经济和社会的发展。面对迫在眉睫的能源危机和全球气候变暖的问题，人们已认识到发展低碳经济是我们的必然选择，太阳能作为新能源和可再生能源，因其清洁环保、永不衰竭的特点，受到世界各国的青睐。但是太阳辐射量、电池组件的转换率、最大功率跟踪等问题直接影响着太阳能光伏发电的效率，所以积极解决影响太阳能光伏效率的问题，对于充分开发利用太阳能，节约常规能源、保护自然环境，48··《宁夏电力》2010年第5期促进经济发展都有着极为重要的现实意义和深远的历史意义。1太阳能光伏发电的组成及原理太阳能光伏发电系统是由太阳能电池组件、充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等设备和蓄电池及辅助设备组成(如图1所示）。当光线照射太阳电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了跃迁，成为自由电子在P-N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程，也就是光生伏打效应。在光生伏打效应的作用下，太阳能电池的两端产生电动势，将光能转换成电能，是能量转换的器件（太阳能电池一般为硅电池，分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池）。若干太阳能电池组件整体固定连接在一起，按电池阵列的方式排布，引线采用并联或串联的方式将电池组件产生的直流电送到太阳能光伏发电储能装置蓄电池组（其作用是储存太阳能电池方阵受光照时发出的电能并可随时向负荷供电，适用于解网运行的电站），然后通过独立运行逆变器将直流电变为交流电，供负载使用或通过并网运行逆变器将直流电变为交流电经控制装置送到变压器的低压端，通过三相变压器升压经输电线路送至电网。2太阳能光伏发电的优缺点太阳能光伏发电的优势：分布广、无污染、易接受，是世界上可以开发的最大能源，能长久性开发等优势。当然太阳能光伏发电也有受时间周期局限、地理位置局限、气象条件局限、容量传输局限，以及光能转换效率偏低等缺点。3影响太阳能光伏发电效率的因素3.1辐射量的影响一般来说，到达地面的太阳辐射量主要受太阳高度角、地理纬度、大气透明度、日照时数及海拔高度等因素的影响。3.1.1太阳高度角和地理纬度太阳高度角即太阳能光伏方阵的倾角，方位角对太阳能辐射收集。太阳辐射强度可由公式I=I0sinh计算（I0为大气质量AM=1时，海平面上太阳辐射强度），可见太阳高度角越大，太阳辐射强度越大，反之太阳高度角越小，太阳辐射强度就越弱；各地太阳高度角的变化与纬度有关，一般纬度越高其太阳高度角就越小，反之纬度越低其太阳高度角就越大。3.1.2大气透明度和海拔高度大气透明度是表征大气对于太阳光线透过程度的一个参数。在晴朗无云的天气，大气透明度高，到达地面的太阳辐射能就多些，反之则少；海拔高度越高时，空气就越稀薄，太阳辐射被吸收、散射的就越少，并且大气中的水汽和尘埃的含量也越少，大气透明度就越大。因此海拔越高，太阳辐射能量也就越大。3.1.3日照时数日照时数也是影响地面太阳能的一个重要因素。一般日照时间长，地面所获得的太阳总辐射量就多。太阳能光伏发电效率的影响因素

第３９卷增刊　２０１６年１１月　水电站机电技术　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．３９　Ｎｏ．Ｓ１　Ｎｏｖ．２０１６　１９　

从施工角度浅析影响光伏发电效率的因素　

马曦伟，董应龙　（中国水利水电第三工程局有限公司制造安装分局，陕西西安７１００３２）　

摘要：太阳能作为一种新型的可再生能源，具有无污染、取之不尽等优点，也是因为此特点，世界各地光伏电站发展　迅速。本文结合阿尔及利亚２３３光伏电站１标段现场施工，从施工角度简述了影响光伏电站发电效率的因素，提出　了在工程施工阶段的注意事项及在试运行阶段的工作要点，旨在为后续的电站建设提供施工借鉴，更好的保证合同　履约。　关键词：光伏电站；发电效率；现场施工　中图分类号：ＴＭ６１５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—５３８７（２０ｌ６）Ｓｌ一００１９－０３　ＤＯＩ：１０．１３５９９￣．ｃｎｋｉ．１１－５１３０．２０１６．Ｓ１．００７　

０引言　光伏发电系统具有性能稳定、设备寿命长、可靠　性高、维护量小等一系列优点，被认为是最有发展前　景的新能源技术，但同时也面临着太阳能能量密度　低、随机性大、总体利用率低等问题。如何提高光伏　系统的发电量已成为国内外光伏产业研究的热点。　影响光伏系统发电量的因素主要有：太阳辐射　量、光伏电站方位角、电池组件倾斜角、电池组件效　率、组合损失、温度特性、灰尘损失、最大输出功率跟　踪、线路损失、逆变器效率，本文结合苏克哈斯１　５　ＭＷ　电站合同要求的系统效率及现场施工，并查阅大量　资料，主要从光伏电站方位角、电池组件倾斜角、组　合损失及线路损失４个施工方面及试运行阶段的工　作要点进行阐述，以期望为后续电站施工提供借鉴。　１光伏电站方位角　方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角（向　东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度），决定了　阳光的入射方向。一般情况下，方阵朝向正南（即方　阵垂直面与正南的夹角为０。）时，太阳能电池发电　量是最大的。在偏离正南（北半球）３Ｏ。时，方阵的　发电量将减少约１０％一１５％；在偏离正南（北半球）　６０。时，方阵的发电量将减少约２０％～３０％，只要　在正南±２０。之内，都不会对发电量有太大影响。　但是，在晴朗的夏天，太阳辐射能量的最大时刻是在　中午稍后，因此方阵的方位稍微向西偏一些时，在午　后时刻可获得最大发电功率。在不同的季节，太阳电　池方阵的方位稍微向东或西一些都有获得发电量最　大的时候。　在工程建设中，设计分析综合因素确定了电站　方位角，那么光伏电站方位角的准确性就显得尤为　重要，在光伏电站前期建设中测量基准控制点的确　定利用ＧＰＳ基站完成，要多次分时段测量，以保证　控制点测量的准确性。有条件的可到当地测绘部门　咨询本区域的地理位置等数据信息，并向业主要求　测绘单位提供３个以上的基准点，以便对原基准点　进行校核。如发现２套系统指北方向偏差过大，应申　请测绘单位与施工单位测绘人员同时在施工现场重　新布置控制点。　当没有测量设备时，也可根据日照正南投影时　间初步判断方位角，各地的正南投影时间需根据地　理位置具体计算，但最终还是要通过ＧＰＳ基站确定　电站方位角，以确保方位角的精确性。　２倾斜角　倾斜角是太阳能电池方阵平面与水平地面的夹　角，并希望此夹角是方阵一年中发电量为最大时的　最佳倾斜角度。一年中的最佳倾斜角与当地的地理　纬度有关，当纬度较高时，相应的倾斜角也大。对于　正南（方位角为０。），倾斜角从水平（倾斜角为０。）　

影响光伏电站发电量的10个因素

光伏电站是利用太阳能将光能转化为电能的设备，可以产生清洁能源。虽然光伏电站具有稳定性和可靠性，但仍然受到一些因素的影响。以下是影响光伏电站发电量的10个因素。

1.太阳辐射量：光伏电站的发电量主要依赖于太阳辐射量。当太阳光辐射量越大，发电效率就越高。

2.太阳高度角：太阳高度角是指太阳在天空中的高度。太阳高度角越大，太阳能照射角度更直接，光伏电站的发电量就越高。

3.气象条件：气象条件如温度、湿度和风速等都会影响光伏电站的发电效率。在高温环境下，光伏电池的效率可能会下降。

4.阴影效应：即使只有一个光伏电池板被阴影覆盖住，整个光伏电站的发电效率也会受到影响。因此，避免阴影对光伏电站的影响至关重要。

5.清洁度：光伏电池板表面的灰尘和污垢都会影响太阳光的吸收效率，减少光伏电站的发电量。保持光伏电池板的清洁度非常重要。

6.光伏电池板的类型和质量：光伏电池板的类型和质量直接影响光伏电站的发电效率。高效率和高质量的光伏电池板可以提高光伏电站的发电量。

7.倾角和朝向：光伏电池板的倾角和朝向对发电效率有很大影响。根据光照条件和经纬度等因素，调整倾角和朝向可以最大化光伏电站的发电效率。

8.系统效率：光伏电站系统包括逆变器和电网连接等组件。这些组件的效率也会影响光伏电站的发电量。 9.电网稳定性：光伏电站需要连接到电网上才能将发电量注入电网。电网的稳定性和质量会影响光伏电站的发电量和运行。

10.维护和管理：正确的维护和管理对于保持光伏电站的高效运行至关重要。定期清洁、检查和维护光伏电站的设备可以避免潜在的故障，并保持发电量的稳定。

总之，光伏电站的发电量受多个因素影响，包括太阳辐射量、太阳高度角、气象条件、阴影效应、清洁度、光伏电池板的类型和质量、倾角和朝向、系统效率、电网稳定性以及维护和管理等。对于实现最高发电效率以及可靠运行的光伏电站，需要综合考虑和管理这些因素。