英利光伏太陽(yáng)能板的衰減度

【專家解說(shuō)】：光伏電站發(fā)電量損耗因素分析[3]
要在項(xiàng)目前期比較準(zhǔn)確的預(yù)估光伏電站的發(fā)電量，除了對(duì)光伏電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有深刻的了解外，也必須對(duì)主要的設(shè)備性能參數(shù)有很深刻的了解。同時(shí)，如果要對(duì)發(fā)電量進(jìn)行更長(zhǎng)年限的預(yù)估時(shí)，則必須全面考慮長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)外界環(huán)境因素的影響和電站運(yùn)營(yíng)狀況的預(yù)估。
分析第一年光伏電站的發(fā)電量估算時(shí)，通常需要考慮的損耗因素如下：
⑴傾斜面太陽(yáng)光輻照量修正；
⑵組件表面灰塵等異物擋光的影響；
⑶溫度對(duì)光伏組件輸出的影響；
⑷光伏組件的自身衰減；
⑸組串內(nèi)組件的匹配損失；
⑹方陣前后排之間的陰影遮擋損失；
⑺直流線路損失；
⑻逆變器轉(zhuǎn)換效率損失；
⑼本地變壓器損耗；
⑽交流線路損失；
⑾主變壓器損耗；
⑿電站自用電損耗；
⒀停機(jī)時(shí)間損失；
通常采用PVSYST軟件模擬發(fā)電量時(shí)，沒(méi)有考慮自用電和停機(jī)時(shí)間的損耗，只是考慮其它因素的一個(gè)綜合數(shù)據(jù)。
分析后面24年的光伏電站發(fā)電量時(shí)，運(yùn)營(yíng)管理是最主要的影響因素，但預(yù)估性差，通常假定其與其它因素不發(fā)生變化，只是考慮光伏組件自身的衰減。
4 光伏組件功率的衰減分析
在實(shí)際中，光伏組件在制造出來(lái)后就一直處于衰減的狀態(tài)，不過(guò)在包裝內(nèi)未見(jiàn)光時(shí)衰減非常慢，一旦開(kāi)始接受太陽(yáng)光照射后，衰減會(huì)急劇加快，衰減一定比例后逐漸穩(wěn)定下來(lái)，如圖4-1所示的第一年衰減曲線模型示意圖，

圖4-1 光伏組件第一年衰減曲線模型

圖4-1中第一年3%的總衰減數(shù)據(jù)取自正泰太陽(yáng)能多晶硅組件的25年衰減保證當(dāng)中，其25年衰減保證如圖4-2所示，

圖4-2 光伏組件衰減曲線

　　從圖4-2中可以看出第一年光伏組件最大衰減值為3%，后面24年每年衰減值為0.7%。
由于初始階段的衰減與光強(qiáng)有著直接的關(guān)系，因此在第一年內(nèi)，在平均光強(qiáng)條件下，基本上前期呈現(xiàn)急劇衰減，后期逐漸平穩(wěn)的狀態(tài)。但是實(shí)際上，一個(gè)光伏電站從組件開(kāi)始安裝到最后開(kāi)始并網(wǎng)發(fā)電這個(gè)時(shí)間跨度都是不一定的，到開(kāi)始計(jì)量發(fā)電量的時(shí)候，組件可能已經(jīng)進(jìn)行了一定比例的衰減了，為了減小實(shí)際情況與理論估算的誤差，除了在質(zhì)保起始時(shí)間做要求外，一般組件在出廠時(shí)都會(huì)有一定比例的正功率偏差，這個(gè)正功率偏差可以覆蓋一部分由于一些人為因素導(dǎo)致的組件在沒(méi)有發(fā)電的情況下的一些衰減損耗。
所以在理論計(jì)算上，發(fā)電量模擬計(jì)算的額定功率起始點(diǎn)可以等同于光伏組件出廠時(shí)的額定功率，而且一年內(nèi)組件的衰減可視為線性衰減。
5 光伏電站發(fā)電量的估算
光伏電站年發(fā)電量計(jì)算事實(shí)上是光伏電站實(shí)時(shí)輸出功率與時(shí)間的函數(shù)積分，如圖5-1所示，

　　圖5-1 光伏發(fā)電功率-時(shí)間曲線示意圖

為了便于計(jì)算，通常將上圖等效為標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)下的輸出功率與峰值日照小時(shí)數(shù)的矩形圖，如圖5-2所示，

圖5-2 光伏發(fā)電功率-時(shí)間等效矩形圖

　　所以每年的光伏電站發(fā)電量Q=等效功率P′×峰值日照時(shí)間H×365天，其中等效功率P′在實(shí)際一天當(dāng)中是一個(gè)波動(dòng)的數(shù)值，計(jì)算公式可用下式（式5-1）表示，
等效功率P′=額定裝機(jī)功率P×系統(tǒng)綜合效率η（式5-1）
為便于計(jì)算光伏電站25年的發(fā)電量，可將式5-1表述為式5-2，如下
等效功率P′=額定裝機(jī)功率P×組件平均效率η1×系統(tǒng)其它損失因素綜合效率η2（式5-2）
綜合上述，光伏電站年發(fā)電量Q=額定裝機(jī)功率P×組件平均效率η1×系統(tǒng)其它損失因素綜合效率η2×峰值日照時(shí)間H×365天，在25年期限中，除了組件平均效率η1，其它項(xiàng)的乘積可視為一個(gè)不變的常數(shù)Q?，則最終的表達(dá)式為光伏電站年發(fā)電量Q= Q×組件平均效率η1（式5-3）。
組件平均效率η1——（年初組件額定容量比例+年末組件額定容量比例）/2
比例的正功率偏差，這個(gè)正功率偏差可以覆蓋一部分由于一些人為因素導(dǎo)致的組件在沒(méi)有發(fā)電的情況下的一些衰減損耗。
所以在理論計(jì)算上，發(fā)電量模擬計(jì)算的額定功率起始點(diǎn)可以等同于光伏組件出廠時(shí)的額定功率，而且一年內(nèi)組件的衰減可視為線性衰減。

　　綜上所述，以正泰太陽(yáng)能多晶硅組件的衰減保證為例，25年的年組件平均效率如下表所示：

年份

年初組件容量比例

年末組件容量比例

年組件平均效率

1

100.00%

97.00%

98.50%

2

97.00%

96.30%

96.65%

3

96.30%

95.60%

95.95%

4

95.60%

94.90%

95.25%

5

94.90%

94.20%

94.55%

6

94.20%

93.50%

93.85%

7

93.50%

92.80%

93.15%

8

92.80%

92.10%

92.45%

9

92.10%

91.40%

91.75%

10

91.40%

90.70%

91.05%

11

90.70%

90.00%

90.35%

12

90.00%

89.30%

89.65%

13

89.30%

88.60%

88.95%

14

88.60%

87.90%

88.25%

15

87.90%

87.20%

87.55%

16

87.20%

86.50%

86.85%

17

86.50%

85.80%

86.15%

18

85.80%

85.10%

85.45%

19

85.10%

84.40%

84.75%

20

84.40%

83.70%

84.05%

21

83.70%

83.00%

83.35%

22

83.00%

82.30%

82.65%

23

82.30%

81.60%

81.95%

24

81.60%

80.90%

81.25%

25

80.90%

80.20%

80.55%

表5-1 25年組件額定容量變化預(yù)測(cè)表

年份

年發(fā)電量

年份

年發(fā)電量

1

Q1=Q′×98.5%

14

Q1×（88.25%/98.5%）

2

Q1×（96.65%/98.5%）

15

Q1×（87.55%/98.5%）

3

Q1×（95.95%/98.5%）

16

Q1×（86.85%/98.5%）

4

Q1×（95.25%/98.5%）

17

Q1×（86.15%/98.5%）

5

Q1×（94.55%/98.5%）

18

Q1×（85.45%/98.5%）

6

Q1×（93.85%/98.5%）

19

Q1×（84.75%/98.5%）

7

Q1×（93.15%/98.5%）

20

Q1×（84.05%/98.5%）

8

Q1×（92.45%/98.5%）

21

Q1×（83.35%/98.5%）

9

Q1×（91.75%/98.5%）

22

Q1×（82.65%/98.5%）

10

Q1×（91.05%/98.5%）

23

Q1×（81.95%/98.5%）

11

Q1×（90.35%/98.5%）

24

Q1×（81.25%/98.5%）

12

Q1×（89.65%/98.5%）

25

Q1×（80.55%/98.5%）

13

Q1×（88.95%/98.5%）

　　表5-2 25年發(fā)電量估算關(guān)系式

如采用PVSYST軟件估算光伏電站第一年發(fā)電量時(shí)，系統(tǒng)效率里是沒(méi)有考慮電站自用電和停機(jī)時(shí)間這兩項(xiàng)的，但是不影響根據(jù)第一年的估算值來(lái)計(jì)算后面24年的預(yù)估發(fā)電量。根據(jù)前面的表述，用PVSYST估算第一年發(fā)電量時(shí)，如果在Detailed losses中Module efficiency loss設(shè)定為1.5%，則表示第一年計(jì)算的組件平均效率為98.5%，則第二年估算發(fā)電量為第一年的98.12%，第三年為第一年的97.41%，第四年為第一年的96.70%，依次例推，可以看出從第二年開(kāi)始，后面每年的預(yù)估發(fā)電量約在前一年的基礎(chǔ)上減少0.7%。
6 總結(jié)
根據(jù)以上的推算大致得出以下結(jié)論：在其它因素不變的情況下，一個(gè)光伏電站的發(fā)電量大致跟光伏組件的衰減呈同比關(guān)系。然而，實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，組件表面的清潔、設(shè)備的故障率、電站的管理是影響后期電站發(fā)電量的主要因素，記錄電站實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中的損耗因素影響程度，然后對(duì)估算的發(fā)電量進(jìn)行修正具有非常重要的意義。