論如何提高集中式光伏電站發(fā)電效率

袁小燕

（廣東省水電二局股份有限公司，廣東 增城 511340）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平在不斷提高，對(duì)電力的需求量也在不斷增多。電力企業(yè)需要對(duì)各種能源進(jìn)行充分利用，增加電能供應(yīng)量。而光伏電站可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，是一種新型發(fā)電方式。但是在光伏電站建立過程中，各種因素會(huì)影響光伏電站的發(fā)電效率。因此，需要在掌握影響光伏電站發(fā)電效率因素的基礎(chǔ)上，提出有效措施提升光伏電站的發(fā)電效率，推動(dòng)光伏電站在電力行業(yè)中的廣泛應(yīng)用。

1 影響集中式光伏電站發(fā)電效率的因素

在集中式光伏電站運(yùn)行過程中，對(duì)其發(fā)電效率產(chǎn)生影響的因素主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）太陽輻射量。太陽能電池組件的主要功能是對(duì)太陽能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其成為電能。光照輻射的強(qiáng)度會(huì)對(duì)發(fā)電量產(chǎn)生直接影響，而不同地區(qū)的太陽能輻射量數(shù)據(jù)可以利用氣象資料查詢網(wǎng)站獲取。此外，可以利用光輻射計(jì)獲取相應(yīng)的資料。太陽輻射量越大，其轉(zhuǎn)化的電能也越多。因此，太陽輻射量是影響集中式光伏電站發(fā)電效率的主要因素。

（2）太陽能電池組件的傾斜角度。將水平面上的太陽輻射量換算為光伏陣列傾斜面的輻射量，才能夠計(jì)算出光伏系統(tǒng)的發(fā)電量。而最佳傾角與光伏電站所在地的緯度存在一定聯(lián)系。一般情況下，緯度為0～25°時(shí)，傾斜角等于緯度；而緯度在26～40°，傾斜角的度數(shù)需要在緯度的基礎(chǔ)上加5～10°左右；而緯度在41～55°時(shí)，傾斜角需要在緯度基礎(chǔ)上加10～15°左右。

（3）太陽能電池組件的轉(zhuǎn)化效率。在集中式光伏電站運(yùn)行過程中，太陽能電池組件的主要功能是對(duì)太陽能進(jìn)行轉(zhuǎn)化，而太陽能電池組件自身的轉(zhuǎn)化效率會(huì)直接影響太陽能的最終轉(zhuǎn)化結(jié)果。

（4）系統(tǒng)損失。集中式光伏電站在運(yùn)行過程中會(huì)存在組件效率、電氣元件性能逐步下降的問題。因此，其發(fā)電量會(huì)逐年下降。除了自然老化的因素產(chǎn)生的影響之外，組件逆變器等存在的質(zhì)量問題，線路布局、灰塵、串并聯(lián)損失以及線纜損失等各種因素也會(huì)對(duì)光伏發(fā)電站的發(fā)電效率產(chǎn)生一定影響。集中式光伏電站的系統(tǒng)發(fā)電量每三年遞減約5%左右，而運(yùn)行20年后，其發(fā)電量會(huì)遞減到80%左右。系統(tǒng)損失是導(dǎo)致集中式光伏電站發(fā)電效率降低的重要原因之一。一般情況下，系統(tǒng)損失主要包括以下方面：①組合損失。在集中式光伏電站運(yùn)行中，電路串聯(lián)受組件電流差異影響而產(chǎn)生電流損失，而并聯(lián)會(huì)因?yàn)榻M件的電壓差異產(chǎn)生電壓損失，組合損失會(huì)達(dá)到8%以上。在集中式光伏電站建設(shè)過程中，我國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是小于10%。為了減少降低組合損失，需要在電站安裝施工前對(duì)電流的組件按串聯(lián)進(jìn)行嚴(yán)格選擇。同時(shí)要保證組件衰減特性的一致性。②灰塵遮擋?；覊m遮擋會(huì)導(dǎo)致到達(dá)組件的光線降低，從而影響光伏電站的發(fā)電量。除此之外，灰塵會(huì)降低光伏電站組件的散熱情況，影響其轉(zhuǎn)化效率。還有一些具有酸堿性的灰塵長期積累在組件的表面會(huì)導(dǎo)致面板侵蝕，使灰塵進(jìn)一步集聚，同時(shí)會(huì)增加陽光的漫反射。因此，在集中式光伏電站運(yùn)行過程中，需要不定期清潔，當(dāng)前光伏電站的清潔主要包括人工清潔、灑水車清潔以及機(jī)器人清潔三種方式。③溫度特性。溫度也會(huì)對(duì)光伏電站的發(fā)電效率產(chǎn)生一定影響，溫度每升高1攝氏度晶體硅的太陽電池最大輸出功率就可以下降0.04%左右，短路電壓會(huì)電流會(huì)上升0.04%左右。為了盡可能減少溫度對(duì)光伏電站發(fā)電量產(chǎn)生的影響，需要確保組件通風(fēng)條件良好。④線路以及變壓器損失。在光伏電站運(yùn)行過程中，系統(tǒng)直流交流回路的線損必須在5%以內(nèi)。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)導(dǎo)線質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。一般要選擇導(dǎo)電性能良好的導(dǎo)線，并且要保證導(dǎo)線有足夠的直徑。在系統(tǒng)維護(hù)時(shí)，還需要對(duì)插件以及接線端子的牢固性進(jìn)行嚴(yán)格檢查。⑤逆變器效率。逆變器包括有電感變壓器等功率器件，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生損失。通常情況下，組串式的逆變器效率為97%～98%，而集中式逆變器的效率為98%，變壓器效率為99%。⑥陰影以及積雪。在集中式光伏電站中，如果伏電站的建立區(qū)域存在高大建筑物，會(huì)對(duì)組件產(chǎn)生一定影響。因?yàn)楦叽蠼ㄖ飼?huì)產(chǎn)生陰影，會(huì)導(dǎo)致光伏電站對(duì)太陽能的轉(zhuǎn)化效率降低。因此，在對(duì)集中式光伏電站的建設(shè)地址進(jìn)行選擇時(shí)，需要盡可能避開高大建筑物。此外，冬季積雪也會(huì)對(duì)光伏電站的發(fā)電效率產(chǎn)生影響。因此，需要盡快清除光伏電站上的積雪。

2 提高集中式光伏電站發(fā)電效率的策略

2.1 提高設(shè)計(jì)水平

為了提高集中式光伏電站的發(fā)電效率，要加強(qiáng)光伏電站設(shè)計(jì)工作。這是提高發(fā)電效率的主要措施。在對(duì)光伏電站進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的對(duì)比分析工作，對(duì)設(shè)計(jì)方案的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行全面詳細(xì)的研究和分析，從而制定科學(xué)可靠的光伏電站運(yùn)行方式。這樣能夠在一定程度上保護(hù)集中式光伏電站的運(yùn)行情況。除此之外，在對(duì)光伏電站的發(fā)電效率進(jìn)行研究時(shí)，可以提高電站設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，確保整個(gè)電站的運(yùn)行與設(shè)計(jì)方案可以有效融合，從而穩(wěn)步提升集中式光伏電站的整體發(fā)電效率。

2.2 對(duì)電力設(shè)備以及相關(guān)裝置進(jìn)行合理選擇

保證電力設(shè)備以及其他裝置的質(zhì)量是提高發(fā)電效率的重要措施。電力設(shè)備的型號(hào)會(huì)直接影響集中式光伏電站的電力輸送以及發(fā)電能力轉(zhuǎn)換效率。因此，在對(duì)集中式光伏電站進(jìn)行建設(shè)時(shí)，需要對(duì)電力設(shè)備情況以及其他裝置進(jìn)行合理選擇，盡可能根據(jù)集中式光伏電站的具體建設(shè)規(guī)模和建設(shè)情況選擇質(zhì)量和性能相對(duì)良好的電力設(shè)備。現(xiàn)階段，在集中式分布電站的建設(shè)過程中，電力設(shè)備型號(hào)較多，不同型號(hào)的電力設(shè)備在運(yùn)行過程中的發(fā)電效率存在一定差異。相關(guān)工作人員需要對(duì)設(shè)備型號(hào)進(jìn)行科學(xué)選擇，確保電力設(shè)備以及其他裝置能夠滿足光伏電站的運(yùn)行要求。

2.3 加強(qiáng)施工控制工作

集中式光伏電站的施工質(zhì)量會(huì)在一定程度上影響其發(fā)電效率。因此，在集中式光伏電站建設(shè)施工中，需要對(duì)整個(gè)電站的施工過程進(jìn)行規(guī)范化管理，確保使用的施工技術(shù)符合光伏電站的建設(shè)要求。同時(shí)，要利用有效的策略管理工作，保證集中式光伏電站施工效率和施工質(zhì)量。在整個(gè)集中式光伏電站建設(shè)過程中，施工項(xiàng)目相對(duì)較多，需要根據(jù)不同的建設(shè)項(xiàng)目開展施工管理工作，確保在電力建設(shè)管理過程中可以提升集中式光伏電站的整體運(yùn)行效率。例如，在集中式發(fā)電站的遠(yuǎn)程電力控制中心建設(shè)過程中，需要對(duì)電力建設(shè)系統(tǒng)進(jìn)行管理和維護(hù)，確保在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)進(jìn)行有效的遠(yuǎn)程監(jiān)控，掌握整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，從而提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行水平。

2.4 優(yōu)化后期運(yùn)行維護(hù)機(jī)制

在集中式光伏電站后期運(yùn)行時(shí)，加強(qiáng)維護(hù)管理工作是提高光伏電站發(fā)電效率的重要策略。通常情況下，集中式光伏電站規(guī)模相對(duì)較大，在后期運(yùn)行和維護(hù)過程中工作量也相對(duì)較大，會(huì)提高后期運(yùn)營維護(hù)管理工作的難度。在集中式光伏電站后期運(yùn)行和維護(hù)過程中，需要建立專業(yè)的維護(hù)隊(duì)伍，開展光伏電站日常維護(hù)工作。供電企業(yè)的專業(yè)電工需要主動(dòng)學(xué)習(xí)光伏電站的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)要掌握相應(yīng)的光伏電站維護(hù)技術(shù)，提高集中式光伏電站的后期維護(hù)水平。但是需要注意的是人工維護(hù)方式存在一定弊端，特別是一些傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的專業(yè)電工缺乏對(duì)光伏電站專業(yè)知識(shí)的掌握，在后期維護(hù)中只能解決比較簡單的運(yùn)行異常情況，不能有效處理復(fù)雜問題，會(huì)在一定程度上影響運(yùn)行維護(hù)效果。因此，電力企業(yè)需要加強(qiáng)光伏電站運(yùn)營維護(hù)管理人員的培訓(xùn)，可以利用電力企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)定期發(fā)布光伏電站運(yùn)營和維護(hù)管理知識(shí)。可以組織專業(yè)電工開展相應(yīng)的學(xué)習(xí)講座。還要加強(qiáng)與其他電力企業(yè)之間的溝通和交流，建設(shè)屬于企業(yè)的專業(yè)光伏電站運(yùn)營維護(hù)隊(duì)伍。除此之外，在后期運(yùn)營維護(hù)過程中，需要制定科學(xué)合理的運(yùn)營維護(hù)分工以及管理制度，可以從安全管理制度、生產(chǎn)運(yùn)行以及應(yīng)急消防設(shè)備運(yùn)行規(guī)程等方面出發(fā)，提高集中式光伏電站的日常巡檢工作。要定期對(duì)光伏電站的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)光伏電站存在的安全隱患和故障隱患，并采取有效措施解決光伏電站在運(yùn)行中存在的問題，確保光伏電站可以正常穩(wěn)定運(yùn)行。這樣才能充分發(fā)揮光伏電站經(jīng)營與維護(hù)工作的作用，確保集中式光伏電站能夠平穩(wěn)運(yùn)行，提高光伏電站的發(fā)電效率。

3 結(jié)語

總而言之，在當(dāng)前的電力行業(yè)發(fā)展過程中，對(duì)可再生能源進(jìn)行充分應(yīng)用，有利于提高電力行業(yè)的生態(tài)環(huán)保效益。在當(dāng)前的配電網(wǎng)中對(duì)光伏電站進(jìn)行應(yīng)用能夠在一定程度上緩解緊張問題。集中式光伏電站規(guī)模比較大，將其并入公共電網(wǎng)中能夠增加供電電量，滿足在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展過程中對(duì)電能的需求。為了盡可能提高集中式光伏電站的發(fā)電效率，需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)工作。同時(shí)要對(duì)光伏電站的電力設(shè)備型號(hào)等進(jìn)行科學(xué)選擇，開展有效的施工管理工作以及后期運(yùn)營維護(hù)管理工作。此外，要加強(qiáng)定期檢查和維護(hù)工作，確保集中式光伏電站能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行，提高其應(yīng)用水平。