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太阳能组件最大输出功率讨论
时间:2014-06-20 点击:1563 次

 

太阳能组件最大输出功率讨论
 
光伏组件标称功率是在标准条件下测试的,实际发电功率有没有可能超过标称功率,大家的说法不一,这也是光伏电站设计时不关注的问题之一,会影响系逆变器选型和系统的发电量。以下观点是我查资料总结出来的,不一定正确,欢迎各位讨论。
太阳辐射度:太阳辐射到单位面积上的辐射功率,称为太阳辐射度。单位是瓦/平米。组件标称功率是在标准条件下测试的,STC(standardtestcondition),其标准测试条件是:1.辐照度:1000W/m2,2.温度:为(25±1)℃,3.光谱特性:AM1.5标准光谱。
所以组件最大输出功率,不考虑逆变器等设备因素外,就是太阳辐照度和温度了。太阳辐射度极限值是太阳常数,值是1368W/m2,到达地球表面后,受到天气等各方面影响,最高值约1200W/m2,组件的功率温度系统约-0.39%/℃,组件温度下降,组件的功率会升高。
结论:一块250W的组件,在不考虑设备损耗的情况下,在零下30度温度,组件最大输出功率Pmax=1.2*(1-(25+30)(-0.0039)*250=1.2*1.1755*250=352.65W。实际上,在我国阳光最好的地区,如宁夏北部、甘肃北部、新疆南部等地区,250W的组件最大输出功率能到300W。
太阳光的光谱知识:太阳光是由连续变化的不同波长的光混合而成,包含了各种波长的光:红外线、红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫、紫外线等,其中由红、橙、黄、绿、靛、蓝、紫是可见光,人眼可见。波长较长的部分是红光,波长比红光更长的是红外线,波长较短的部分是紫光,波长比紫光更长的是紫外线,虽然太阳能光谱的波长范围很宽,从几埃到几十米,但辐射能的大小按波长的分配却是不均匀的。其中辐射能量最大的区域在可见光部分,占到大约48%,紫外光谱区的辐射能量占到约8%,红外光谱区的辐射能量占到约44%,太阳能电池只能吸收可见光部分的能量,转化为电能,紫外光谱区不能进行能量变换,红外光谱区只能转换为热量。
太阳辐射度资料:而在一段时间内,太阳辐射到单位面积上的辐射能量称为辐射量。影响辐射度的因素有:
1、太阳高度角或纬度:太阳高度角越大,穿越大气的路径就越短,大气对太阳辐射的削弱作用越小,则到达地面的太阳辐射越强;太阳高度角越大,等量太阳辐射散布的面积越小,太阳辐射越强。例如,中午的太阳辐射强度比早晚的强。
2、海拔高度:海拔越高空气越稀薄,大气对太阳辐射的削弱作用越小,则到达地面的太阳辐射越强。例如,青藏高原是我国太阳辐射最强的地区。
3、天气状况:晴天云少,对太阳辐射的削弱作用小,到达地面的太阳辐射强。例如四川盆地多云雾阴雨天气,太阳辐射消弱,太阳辐射成为我国最低值区。
4、大气透明度:大气透明度高则对太阳辐射的削弱作用小,使到达地面的太阳辐射强。
5、白昼时间的长短。
6、大气污染的程度:污染重,则对太阳辐射消弱强,到达地面太阳辐射少。
全球撒哈拉大沙漠东部阳光最多,那里年平均日照时数达4300小时,也就是说,每天大约有11小时45分钟的时间能见到光辉灿烂的阳光。
组件和逆变器配配置:95%<(逆变器输入功率/光伏阵列的额定功率)<115%,从系统发电量和逆变器寿命考虑,推荐组件总功率和逆变器功率相等,因为逆变器运行在功率50-75%状态时,效率最高,寿命最长。
作者简介:刘继茂,深圳晶福源销售经理,哈尔滨工业大学电力电子研究生,2008年开始从事逆变器研发和光伏系统设计工作。研究过国内外100多个光伏电站运行情况,主要方向是从系统配置和逆变器设计方面,如何提高光伏电站发电量和电站运行寿命。
 
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