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逆變器輸出功率為何達不到組件的額定功率?
2019-12-24

  一位初入光伏的朋友張工,在自家屋頂安裝了光伏電站,用了120塊340W,組件總功率40.8kW,逆變器是40kW。運行幾個月後,用手機查看發電情況,每天發電量在20度-240度,查看實時發電功率時,張工發現,光伏電站這幾個月的輸出功率,最高時隻有36kW左右,並未達到40kW,這是怎麽回事?

  光伏係統的輸出功率,一般很難達到組件的標稱功率,這是因為組件的功率是在天氣條件非常好,組件溫度也比較低的情況下測試的,正常的天氣是無法達到該條件,光伏組件不一定全都能接受到太陽能,因為不一定都一直在最佳角度。並且光伏係統都有損耗:組件上的灰塵、遮擋、陰影等,電纜、開關、接頭等線路損耗;逆變器、變壓器、配電櫃等設備損耗。一般大型電站,係統輸出最高功率可能隻有組件額定功率的85%-90%左右;小型分布式電站,係統輸出最高功率可能隻有組件額定功率的90%-95%左右。

  1、太陽輻照度因素

  AG8.com亞遊集團常說340W光伏組件,最大功率Pmax/W,代表在標準測試環境其峰值功率為340W。隻有在標準測試條件(輻照度為1000W/m2,電池溫度25℃)時,光伏組件的輸出功率才是“標稱功率”(340W),輻照度和溫度變化時,功率也會變化。在非標準條件下,光伏組件的輸出功率一般不是標稱功率,如下圖:

  STC(標準測試環境Standard test condition):輻照度1000W/m2,電池溫度25℃,光譜AM1.5。NOCT(電池片標稱工作溫度條件Normal Operating Cell Temperature):輻照度800W/m2,環境溫度20℃,光譜AM1.5,風速1m/S。從表中可以看到,當條件由理想的STC環境轉到現實中NOCT環境時,組件的功率發生很大變化,如330W的組件,變成249W。

  2、係統損耗因素

  影響發電量的關鍵因素是係統效率,係統效率主要考慮的因素有:組件上灰塵、陰影遮擋引起的效率降低,組件溫度引起的功率降低,直流電纜引起的阻抗匹配損失,組件串聯電壓和逆變器電壓不匹配產生的效率降低,逆變器的MPPT追蹤損失,逆變器本身的功率損耗,交流線纜功率損耗、變壓器功率損耗等等多個因素。

  係統損失是綜合發電量的損失,數值根據條件在變化。影響最大功率輸出的因素是組件和直流電纜,為了提升輸出功率,必須盡量減少各種損耗。光伏安裝地點確定後,組件的安裝角度、組件溫度,逆變器本身的損耗、MPPT跟蹤效率等因素,改變較困難。但直流電纜損失、直流電纜阻抗匹配、組件和逆變器電壓匹配等因素,則是可控製的。

  1)盡量減少直流電纜的長度,從組件到逆變器,要用到直流電纜,這個電纜的長度對係統發電量的影響非常大,一方麵是直流電纜本身的損耗,另一方麵是是阻抗匹配,逆變器盡量靠近組件,直流電纜控製在20米以內,每一個MPPT的直流電纜盡量一致。

  2)組件串聯後的工作電壓盡量靠近逆變器的額定電壓,降低逆變器的損耗。

  那怎麽判斷光伏係統發電是否正常呢?首先看逆變器的輸出功率,在天氣特別好時,如果能達到組件功率的90%以上,說明係統的設計沒有什麽問題,再者算一下發電量,查看當地的日均發電量小時數,用小時數乘以365,再乘係統效率就是年平均發電量,一般係統效率算0.8,如在廣東地區,日均發電量小時數是3.5,一個40kW的電量,平均一年的發電量是40*3.5*365*0.8=40880度,如果發電量在這個範圍內,就說明係統的設計和安裝都沒問題。


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