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星火太陽(yáng)能已成功為5000+客戶帶來(lái)穩(wěn)定收益

你真的了解光伏發(fā)電嗎?

返回列表 來(lái)源: 鑫投資觀 發(fā)布日期: 2023.12.10 瀏覽次數(shù):

隨著“30”、“60”目標(biāo)的提出,近年來(lái)新能源行業(yè)得到了快速的發(fā)展,筆者也因此接觸到了一些光伏發(fā)電項(xiàng)目。起初,該類項(xiàng)目融資的難點(diǎn)主要集中在項(xiàng)目合規(guī)性手續(xù)、項(xiàng)目盈利性(資源區(qū)及電價(jià))、電力消納等問(wèn)題上,如:土地類型及占用的合規(guī)性、審批手續(xù)的滯后、電力業(yè)務(wù)許可證辦理與否及辦理時(shí)間點(diǎn)、項(xiàng)目是否涉及路條行為、項(xiàng)目參與方的合作模式、項(xiàng)目所在區(qū)域的資源特性及電價(jià)、是否具有補(bǔ)貼及納入補(bǔ)貼、項(xiàng)目所在區(qū)域電力供應(yīng)及消納問(wèn)題等等。隨著所接觸的項(xiàng)目越來(lái)越多、對(duì)政策的把握越來(lái)越準(zhǔn)確、對(duì)行業(yè)特性認(rèn)識(shí)越來(lái)越清晰,該類項(xiàng)目前述難點(diǎn)已能較好判斷及解決。

近期,筆者再次承做一筆分布式光伏發(fā)電站項(xiàng)目時(shí),在面對(duì)無(wú)可行性研究報(bào)告(以下簡(jiǎn)稱“可研”)參考時(shí)(發(fā)改委備案并未強(qiáng)制要求一定需要編制可研),突然發(fā)現(xiàn):居然從未對(duì)光伏發(fā)電原理及項(xiàng)目測(cè)算數(shù)據(jù)來(lái)源進(jìn)行深入理解,過(guò)往光伏發(fā)電項(xiàng)目?jī)H在意其合規(guī)性、可研中的自償性(僅依托可研數(shù)據(jù)測(cè)算)。在缺乏“源頭理解”的情況下,前期部分認(rèn)識(shí)存在偏差,如:電池片的選擇(價(jià)格、面積規(guī)格、轉(zhuǎn)換效率)、容配比的作用、測(cè)算時(shí)功率是選擇直流側(cè)還是交流側(cè)、峰值發(fā)電小時(shí)數(shù)與光照小時(shí)數(shù)的區(qū)別等等。

通過(guò)一段時(shí)間“源頭理解”,并結(jié)合項(xiàng)目承做過(guò)程中所遇到的實(shí)際問(wèn)題,筆者將通過(guò)本文盡可能詳盡的闡述光伏發(fā)電的原理及如何計(jì)算發(fā)電量,旨在為光伏發(fā)電行業(yè)的投融資方提供一些參考,提高光伏發(fā)電項(xiàng)目投融資效率,減少一些試錯(cuò)成本。本文共分三部分:什么是光伏發(fā)電? 光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)鏈(硅基) 、到底發(fā)了多少電?

第一部分 什么是光伏發(fā)電?

本部分主要闡述光伏發(fā)電的原理?!肮夥l(fā)電”簡(jiǎn)單地說(shuō)就是利用某種材料的特性將光能轉(zhuǎn)化為電能。這里說(shuō)的某種材料就是“半導(dǎo)體”,當(dāng)對(duì)半導(dǎo)體進(jìn)行特定加工處理后,當(dāng)兩種不同類型的半導(dǎo)體材料接觸時(shí),將在其界面形成具有光生伏特效應(yīng)特性的 PN結(jié) ,PN結(jié)具有將光能轉(zhuǎn)化為電能的特性——當(dāng)太陽(yáng)光照射在PN結(jié)及附近時(shí), 載流子 將在PN結(jié)兩邊形成(此時(shí)可以將PN結(jié)兩側(cè)看做兩個(gè)極板)電位差,“極板”連通后將在電路中形成直流電。說(shuō)到這里,大家肯定還是不能很好地理解,甚至?xí)a(chǎn)生更多的問(wèn)號(hào),下面將對(duì)太陽(yáng)能電池“光伏發(fā)電”的原理進(jìn)行更加詳細(xì)的講解。

一、光伏發(fā)電原理

1 、光伏發(fā)電站: 利用光伏電池的 光生伏特效應(yīng) ,將太陽(yáng)輻射能 直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng),一般包含 光伏陣列、匯流器、逆變器和變壓器,以及相關(guān)輔助設(shè)施等。

注:并不是全部的太陽(yáng)輻射都能用于發(fā)電,而是一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光照射在光伏電池面板上,形成電子空穴對(duì)(載流子),并分別在PN結(jié)兩側(cè)積累——激發(fā)產(chǎn)生電子空穴對(duì)這個(gè)過(guò)程的原理稱為本征激發(fā),即:當(dāng)有能量大于禁帶寬度的光子照射到半導(dǎo)體時(shí),價(jià)帶中的電子吸收這個(gè)能量,躍遷到導(dǎo)帶產(chǎn)生一個(gè)自由電子和自由空穴。

2 、半導(dǎo)體: 常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與 絕緣體之間的材料。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、砷化鎵等,硅是各種半導(dǎo)體材料應(yīng)用中最具有影響力的一種。

注:電池片的主要材料為半導(dǎo)體,本文主要以硅半導(dǎo)體材料進(jìn)行講解。

3 、光生伏特效應(yīng): 光照使不均勻半導(dǎo)體半導(dǎo)體與金屬結(jié)合的不同部位之間 產(chǎn)生 電位差 的現(xiàn)象。首先,是由 光子(光波)轉(zhuǎn)化為電子、 光能量 轉(zhuǎn)化為電能量的過(guò)程;其次,是形成電壓過(guò)程,如果兩者之間連通,就會(huì)形成電流的回路 。

注:此處是“不均勻半導(dǎo)體”而非“均勻半導(dǎo)體”。以硅(Si,最外層4個(gè)電子)半導(dǎo)體材料為列,Si最外層電子分別與四個(gè)相鄰Si所帶電子形成共價(jià)鍵,成為8電子(4共價(jià)鍵)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),即使受到激發(fā)后形成載流子也易復(fù)合,導(dǎo)電性差——均勻半導(dǎo)體;當(dāng)在Si半導(dǎo)體材料中摻雜磷原子(P,最外層5個(gè)電子),P最外層4個(gè)電子分別與相鄰Si形成共價(jià)鍵,剩余一個(gè)電子易脫離P原子核的束縛,易成為“自有電子”——N型半導(dǎo)體;當(dāng)在Si半導(dǎo)體材料中摻雜硼原子(B,最外層3個(gè)電子),B最外層三個(gè)電子分別與相鄰Si形成共價(jià)鍵,Si最外層缺一個(gè)電子,形成“空穴”——P型半導(dǎo)體。當(dāng)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體中自有電子和空穴濃度不相同時(shí),同時(shí)P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體相接觸時(shí),由于擴(kuò)散原理的存在,將在接觸面形成PN結(jié),PN結(jié)的產(chǎn)生是光伏電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的必要條件。PN結(jié)形成原理詳見下述。

4 、PN結(jié): P型和N型接觸,在交界面處,由于物質(zhì)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)原理(因?yàn)槲镔|(zhì)濃度差,導(dǎo)致物質(zhì)從高濃度向低濃度擴(kuò)散,稱為擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)),P型中的自由空穴向N型移動(dòng)(空穴的移動(dòng)是一個(gè)等效移動(dòng),實(shí)際是非自有電子在相鄰原子中的移動(dòng),表現(xiàn)為空穴的反向移動(dòng)),N型中的自由電子向P型移動(dòng),當(dāng)空穴和自有電子相遇時(shí),釋放能量進(jìn)行 復(fù)合(半導(dǎo)體中導(dǎo)帶的電子躍遷至價(jià)帶中,與空穴結(jié)合的過(guò)程),隨著自有電子和空穴的移動(dòng)使得N區(qū)帶正電荷P區(qū)帶負(fù)電荷,從而形成內(nèi)電場(chǎng),自有電子和空穴受到內(nèi)電場(chǎng)的電場(chǎng)力作用且作用方向與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)相反,當(dāng)電場(chǎng)力正好阻礙擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)時(shí),在中間區(qū)域產(chǎn)生一個(gè)無(wú)自有電子和空穴的區(qū)域,此時(shí)將其稱為 耗盡區(qū),也可稱為PN結(jié)。

注:導(dǎo)帶為自有電子所能活動(dòng)的空間;價(jià)帶為非自有電子所能活動(dòng)的空間,即:共價(jià)鍵中;利用PN結(jié)的特性不僅能進(jìn)行光伏發(fā)電,還可制造二極管等。


二、轉(zhuǎn)換效率的產(chǎn)生

光照照射在太陽(yáng)能電池片上,其中一定波長(zhǎng)范圍的光子照射在PN結(jié)及其附近時(shí),所激發(fā)的電子空穴對(duì)分別在PN結(jié)兩側(cè)進(jìn)行積累,形成電位差,當(dāng)PN結(jié)兩側(cè)外接電路使其導(dǎo)通時(shí),電子從負(fù)極通過(guò)導(dǎo)線移動(dòng)到正極,從而形成從正極到負(fù)極的電流。但是不同材料、不同光照條件、不同類型電池片的轉(zhuǎn)換效率均各不相同。

1 、轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生的原因

照射在太陽(yáng)能電池片上的太陽(yáng)輻射并不能完全轉(zhuǎn)化為電能 。主要原因?yàn)椋海?)部分光照被電池片表面反射;(2)部分短波光子進(jìn)入電池片激發(fā)載流子,但由于載流子距離PN結(jié)較遠(yuǎn),超過(guò)了載流子擴(kuò)散寬度,從而在擴(kuò)散至PN結(jié)被富集之前就發(fā)生了復(fù)合;(3)部分長(zhǎng)波光子輻射到電池片深處,產(chǎn)生載流子,但其也同樣遠(yuǎn)離PN結(jié),也在擴(kuò)散至PN結(jié)前則被復(fù)合;(4)部分光子所攜帶能量較小,并不能將共價(jià)鍵中的電子從價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶,因此無(wú)法形成載流子;(5)部分太陽(yáng)光直接透射過(guò)電池片,無(wú)法激發(fā)載流子;(6)只有一定波長(zhǎng)范圍的光子在PN結(jié)及其附近形成載流子,并通過(guò)擴(kuò)散被PN結(jié)富集形成電位差,才可最終轉(zhuǎn)化為電能。

2 、轉(zhuǎn)換效率不同的原因

在太陽(yáng)光照射條件相同的情況下,不同類型的電池片其轉(zhuǎn)換效率存在差異 。主要原因?yàn)椋海?)自有電子濃度差別,如:N型電池 中具有更高濃度的自有電子,因此N型電池轉(zhuǎn)換效率大于P型電池轉(zhuǎn)換效率;(2)同類型電池(N型或P型電池),由于其電鍍工藝不同,導(dǎo)致所產(chǎn)生的載流子被復(fù)合的程度不一樣,從而所形成的電位差不同,如:PERC電池和鋁背場(chǎng)電池同為P型電池,但PERC電池局域金屬接觸工藝使得其復(fù)合程度低于鋁背場(chǎng)電池,促使PERC電池轉(zhuǎn)換效率高于鋁背場(chǎng)電池;(3)電池片“開源”的效果不同,即:某些電池能夠吸收更多的太陽(yáng)輻射產(chǎn)生更多的載流子,如:鈣鈦礦太陽(yáng)能電池,其對(duì)光的吸收能力強(qiáng),光譜吸收范圍更廣。

3 、轉(zhuǎn)換效率的計(jì)算

太陽(yáng)能電池片的轉(zhuǎn)換效率是指將太陽(yáng)能輻射能轉(zhuǎn)化為電能的比例,即:太陽(yáng)能電池片輸出功率與照射在太陽(yáng)能電池片上的太陽(yáng)能輻射功率的比值。太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)商會(huì)在STC(詳見第三部分基礎(chǔ)概念)條件下,測(cè)量電池片的瞬時(shí)輸出功率(STC條件下所測(cè)量的瞬時(shí)輸出功率也稱為峰值功率,詳見第三部分基礎(chǔ)概念),因此電池片的轉(zhuǎn)換效率如下:

轉(zhuǎn)換效率(%)=峰值功率(W p)/1000(W/㎡)/電池片面積(㎡)

第二部分 光伏發(fā)電的產(chǎn)業(yè)鏈(硅基)

本部分主要寫一下光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈(硅基)上分別有哪些;再講述一下光伏電站的類型;最后探討一下面對(duì)不同轉(zhuǎn)換效率、面積規(guī)格及價(jià)格的電池片,應(yīng)該如何選擇。

一、光伏電站產(chǎn)業(yè)鏈


1 、上游: 硅礦一步一步加工到硅片;單晶硅相比多晶硅工藝復(fù)雜,轉(zhuǎn)換效率更高(單晶硅片中硅原子排列有序);當(dāng)前隨著單晶硅片制造和需求規(guī)?;男纬桑渲圃斐杀局鸩浇档?,綜合考慮轉(zhuǎn)換效率及成本,新建光伏發(fā)電站項(xiàng)目絕大多數(shù)均選擇了單晶硅電池片。

2 、中游: 產(chǎn)業(yè)鏈該環(huán)節(jié)主要分為電池組件(光伏電池和光伏輔件)和其他組件。其中光伏輔件和其他組件無(wú)過(guò)多的技術(shù)更替,因此該類產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的利潤(rùn)率在光伏電站產(chǎn)業(yè)鏈中并不高。光伏電池為光伏發(fā)電站的核心,其決定了項(xiàng)目建設(shè)成本及未來(lái)收益,對(duì)項(xiàng)目投資回收期、內(nèi)含報(bào)酬率等存在較大影響。光伏電池技術(shù)多樣,競(jìng)爭(zhēng)異常激烈,更替較為頻繁,因此該類生產(chǎn)企業(yè)需要持續(xù)保持較大的研發(fā)投入,同時(shí)要合理選擇技術(shù)賽道進(jìn)行優(yōu)先布局,才可在持續(xù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)助力下創(chuàng)造較大的利潤(rùn)空間——當(dāng)前市場(chǎng)主流產(chǎn)品為PERC電池,處于競(jìng)爭(zhēng)性的技術(shù)是 Topcon電池 和異質(zhì)結(jié)電池,由于Topcon電池生產(chǎn)線及工藝上可以延用部分PERC電池生產(chǎn)線,因此Topcon電池將在一定時(shí)間內(nèi)成為下一個(gè)階段性的主流,但是考慮到Topcon電池生產(chǎn)工藝步驟較多,且理論轉(zhuǎn)換效率不足29%,后續(xù)必將被其他技術(shù)所替代,比如:異質(zhì)結(jié)、鈣鈦礦等。

3 、下游: 發(fā)電企業(yè)采購(gòu)中游產(chǎn)品,并根據(jù)電站發(fā)電場(chǎng)景、地形地貌等,合理規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工建設(shè),將中游產(chǎn)品進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,最終形成光伏發(fā)電站。光伏發(fā)電站建成后,運(yùn)營(yíng)成本較低,收入主要依賴光資源、當(dāng)?shù)鼐G電靈活性消納能力、電價(jià)交易市場(chǎng)或電價(jià)保障等。

二、光伏電站的分類

根據(jù)光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)功率大小、接入點(diǎn)位個(gè)數(shù)、項(xiàng)目盈利方式、合規(guī)手續(xù)等的不同,光伏發(fā)電站主要分為:集中式光伏發(fā)電站和分布式光伏發(fā)電站。

1 、集中式光伏發(fā)電站特點(diǎn): 功率較大,單點(diǎn)并網(wǎng)功率超6MW;建設(shè)規(guī)模較大,需選擇較大空間集中鋪設(shè)光伏面板,并建設(shè)變電站;項(xiàng)目所需合規(guī)手續(xù)較多,項(xiàng)目主體方還需辦理電力業(yè)務(wù)許可證;集中式光伏發(fā)電站主要通過(guò)上網(wǎng)的方式將其所生產(chǎn)的電力銷售給電網(wǎng)或在電力交易系統(tǒng)中售電,其終端直接用電客戶往往是不確定的;現(xiàn)階段,新建項(xiàng)目均采用平價(jià)上網(wǎng)方式,其電價(jià)為項(xiàng)目所在地燃煤標(biāo)桿電價(jià),但有的地方存在綠電靈活性消納問(wèn)題,部分電需在電力交易系統(tǒng)中出售,電價(jià)存在波動(dòng)性、不確定性;隨著光伏發(fā)電站并網(wǎng)量的大幅提升,存在主動(dòng)棄光的問(wèn)題,為減少棄光,部分地區(qū)在項(xiàng)目備案時(shí)就要求光伏發(fā)電項(xiàng)目在發(fā)電端配建儲(chǔ)能。

2 、分布式光伏發(fā)電站: 功率較小,單點(diǎn)并網(wǎng)功率不應(yīng)高于6MW;分布式光伏發(fā)電站主要是就近消納,其主要類型有:自發(fā)自用、“自發(fā)自用,余額上網(wǎng)”、全額上網(wǎng)(也主要是就近消納);該類項(xiàng)目合規(guī)手續(xù)簡(jiǎn)化,發(fā)電企業(yè)無(wú)需辦理電力業(yè)務(wù)許可證,項(xiàng)目建設(shè)周期較短,使用場(chǎng)景靈活多樣,常應(yīng)用于工廠屋頂、家用屋頂、農(nóng)田上方、魚塘上方、露天停車場(chǎng)上方、建筑物表面等有限的、分散的空間;項(xiàng)目自發(fā)自用部分的成本通常是低于用電企業(yè)向電網(wǎng)購(gòu)電成本,如:某生產(chǎn)企業(yè),其電費(fèi)均為工業(yè)用電,適用于大工業(yè)兩部制電價(jià),該企業(yè)可在廠房屋頂自建分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目,也可采用合同能源管理的模式由節(jié)能服務(wù)公司進(jìn)行分布式光伏發(fā)電站項(xiàng)目建設(shè)的投入,以上兩種方式均可有效降低用電企業(yè)的電費(fèi)成本。

三、電池片選擇策略

電池片類型較多,不同類型的電池片其規(guī)格、轉(zhuǎn)換效率、單價(jià)均各不相同。想必你肯定會(huì)提出一個(gè)疑問(wèn):在光伏發(fā)電站建設(shè)中,應(yīng)該選擇什么類型的電池片才可提升項(xiàng)目的整體收益情況? 筆者將通過(guò)假定條件的方式,理論分析規(guī)格、轉(zhuǎn)換效率、單價(jià)的關(guān)系,以此解答上述問(wèn)題:

假設(shè)條件 :1、光照、溫度、大氣質(zhì)量等環(huán)境條件相同;2、光伏電站設(shè)計(jì)總功率不變(W),且總設(shè)計(jì)功率下兩種電池片均為整數(shù)片;3、除電池片以外的構(gòu)造及投資成本完全相同;4、電池片A和電池片B,單片電池片面積分別為S A(㎡)和SB(㎡),轉(zhuǎn)換效率分別為EFF A和EFFB,單價(jià)分別為P A和PB。

根據(jù)下文第三部分中“標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件”、“標(biāo)稱功率”、“標(biāo)稱功率與轉(zhuǎn)換效率的關(guān)系”可知電池片A和電池片B的標(biāo)稱功率(峰值功率)分別為:

WA=1000W/㎡*SA*EFF------------------------------------------------------①

WB=1000W/㎡*SB*EFF------------------------------------------------------②

根據(jù)總功率W、標(biāo)稱功率、電池片單價(jià),可知電池片所需總投資分別為:

PA- =W / WA*P A-----------------------------------------------------------③

PB- =W / WB*P B  ----------------------------------------------------------④

分別將①和②代入③和④,可得:

PA- =W / (1000W/㎡*SA*EFF A)*PA----------------------------------------⑤

PB- = W /(1000W/㎡*SB*EFF B)*P----------------------------------------⑥

將⑤-⑥,可得:

W / (1000W/㎡*SA*EFF A) *PA-W /(1000W/㎡*SB*EFF B )*P--------------⑦

當(dāng) 0時(shí),PA/( SA*EFFA)≥PB/( SB*EFFB),即:SB*EFFB *PA≥SA*EFFA *PB,應(yīng)選擇電池片B,反之則選擇電池片A。

注:實(shí)際中,由于電池片數(shù)量不同,光伏陣列設(shè)置不同,將改變匯流器、逆變器、線路等成本,因此以上假設(shè)僅為簡(jiǎn)易假設(shè),如有需要,可根據(jù)其他成本與電池片數(shù)量關(guān)系添加變量。

第三部分 到底發(fā)了多少電?

在投資一個(gè)光伏發(fā)電項(xiàng)目時(shí),我們肯定比較在意該項(xiàng)目到底能發(fā)多少電?有的小伙伴會(huì)說(shuō)了:專業(yè)的事兒交給專業(yè)的人來(lái)處理,可研就能解決這個(gè)問(wèn)題,根本不需要我們關(guān)注??裳欣锎_實(shí)有相關(guān)內(nèi)容,但是可研是在選定項(xiàng)目并進(jìn)行項(xiàng)目正式備案前才做的(部分項(xiàng)目也可選擇不進(jìn)行可研,可根據(jù)企業(yè)內(nèi)部經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行項(xiàng)目測(cè)算),然而作為投資人在找項(xiàng)目、篩選項(xiàng)目的時(shí)候往往沒(méi)有可研作為參考,此時(shí)就需要投資人有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行初步判斷。本部分將闡述如何估算某地區(qū)的光伏發(fā)電站發(fā)電量及各參數(shù)的意義。

一、基本概念

1 、光伏陣列表面總輻射: 光伏陣列表面接收到的直接輻射、散射輻射及下墊面反射輻射之和。

2 、斜面總輻照量: 等于斜面直接輻照量、斜面反射輻照量與斜面散射輻照量的和。

3 、光伏陣列安裝方式:固定安裝式 (選擇一個(gè)最佳傾角,完全固定:找一個(gè)年斜面輻照量的最大值對(duì)應(yīng)的傾角確定為最佳傾角; 固定可調(diào)安裝方式:將全年按不同標(biāo)準(zhǔn),如:月份、季節(jié)等,分為若干段,選擇每段中最佳傾角做光伏陣列傾角的調(diào)整。)、 跟蹤式安裝雙軸跟蹤式安裝方法:通過(guò)光伏組件方位角和傾角的調(diào)節(jié),使光伏組件始終垂直于入射直射光; 平單軸跟蹤安裝方法:光伏陣列軸線南北向水平布置,光伏陣列東西旋轉(zhuǎn)跟蹤太陽(yáng); 斜單軸跟蹤安裝:光伏陣列軸線為南北向固定傾角布置,光伏陣列東西旋轉(zhuǎn)跟蹤太陽(yáng))

4 、STC( 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件-Standard Test Conditions ):即環(huán)境溫度25℃,大氣質(zhì)量AM=1.5 ,E=1000W/㎡。

5 、標(biāo)稱功率 在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(STC)下,所測(cè)出的光伏組件輸出功率,也稱為 峰值功率(Wp)。

6 、峰值日照時(shí)數(shù) 一段時(shí)間內(nèi)的輻照度積分總量相當(dāng)于輻照度為1000W/㎡的光源所持續(xù)照射的時(shí)間,其單位為小時(shí)(h)。

注:峰值日照時(shí)數(shù)是個(gè)等效時(shí)數(shù),不是實(shí)際光照時(shí)長(zhǎng)。

7 、標(biāo)稱功率與轉(zhuǎn)換效率的關(guān)系:標(biāo)稱功率= 1000W/㎡*電池片面積(㎡)*轉(zhuǎn)換效率。

8 、日照時(shí)數(shù) 是指太陽(yáng)中心從出現(xiàn)在東方地平線到進(jìn)入西方地平線,照射到地面所經(jīng)歷的時(shí)間。單位為小時(shí)(h)。

注:實(shí)際光照時(shí)長(zhǎng),可直觀感覺到的時(shí)長(zhǎng)。

9 、安裝容量: 光伏發(fā)電系統(tǒng)中安裝的光伏組件的標(biāo)稱功率之和,單位是峰瓦(Wp)。

注:安裝容量簡(jiǎn)單講就是直流側(cè)光伏陣列峰值功率之和,此功率并不是真實(shí)發(fā)電的瞬時(shí)功率。

10、額定容量: 光伏發(fā)電系統(tǒng)中安裝的逆變器的額定有功功率之和,單位為瓦(W)。

注:額定容量就是交流側(cè)實(shí)際輸出最大有功功率。

11、容配比 光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝容量與額定容量的比值。

二、發(fā)電量

1 、直流側(cè) or 交流側(cè)

根據(jù)上述基本概念,我們知道光伏發(fā)電站是有兩個(gè)容量的,一個(gè)是安裝容量,另一個(gè)是額定容量,兩者其實(shí)分別代表直流側(cè)和交流側(cè)容量。此時(shí),一個(gè)核心問(wèn)題就出現(xiàn)了: 在進(jìn)行項(xiàng)目發(fā)電量測(cè)算時(shí),我們應(yīng)該選擇直流側(cè)還是交流側(cè)?先說(shuō)結(jié)論:直流側(cè),下面將詳述原因:

首先 ,我們要知道電池片的峰值功率是在STC條件下的瞬時(shí)功率(如下圖中的W 3,其等于1000 W/㎡*轉(zhuǎn)換效率*電池片面積),實(shí)際光照條件下,瞬時(shí)輻射強(qiáng)度往往是低于1000W/㎡的(我國(guó)絕大部分地區(qū)光資源日瞬時(shí)輻射強(qiáng)度是低于1000W/㎡的),因此W 往往是低于W 3。

其次 ,要注意區(qū)分日照時(shí)數(shù)和峰值日照時(shí)數(shù)——太陽(yáng)東升西落的時(shí)間是日照時(shí)數(shù),在這個(gè)時(shí)間里不是所有光照輻射強(qiáng)度都能促使發(fā)電(低于一定輻射強(qiáng)度是無(wú)法進(jìn)行發(fā)電的); 峰值日照時(shí)數(shù)是一個(gè)等效值,是光照連續(xù)積分后的總輻射量(如下圖T 1時(shí)段,即:8至17點(diǎn),輻射量積分S等于S 1、S 2-、S 3三部分面積之和)除以1000W/㎡的等效小時(shí)數(shù),即:峰值小時(shí)數(shù)(下圖T 2時(shí)段,當(dāng)S 3和S 4面積之和等于S時(shí),其所對(duì)應(yīng)的小時(shí)數(shù)),而此時(shí)的1000W/㎡就是STC條件中的要素,這就可以理解為 將一段時(shí)間的總輻射量等效為電池片以峰值功率進(jìn)行發(fā)電的小時(shí)數(shù)。

再次 ,要知道逆變器的額定功率會(huì)限制交流側(cè)的輸出功率, 理論上只要逆變器的額定功率(如下圖W 2)大于等于直流側(cè)的W ,項(xiàng)目所發(fā)電就不會(huì)被交流側(cè)額定功率所限制,也就是說(shuō)并不要求一定大于等于直流側(cè)的安裝容量。以上也是光伏發(fā)電站為什么 存在容配比的原因,即:交流側(cè)實(shí)際不需要配備與峰值功率對(duì)等的容量——逆變器容量越大成本越高,當(dāng)交流側(cè)容量超過(guò)一定值時(shí),則會(huì)出現(xiàn)部分額定容量冗余的情況,此時(shí)如繼續(xù)增加額定容量將只是增加了投資成本,并不能提高發(fā)電量,因此項(xiàng)目設(shè)定合理的容配比,可有效提高項(xiàng)目綜合收益率)。

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