光伏人都說(shuō)的系統(tǒng)效率，你真的懂嗎？

一． 前言

光伏系統(tǒng)的效率(PR)是光伏領(lǐng)域一個(gè)重要的概念，其直接決定了光伏電站是否具有投資運(yùn)營(yíng)價(jià)值。近期很多客戶(hù)咨詢(xún)小固問(wèn)題，問(wèn)光伏系統(tǒng)效率的概念？應(yīng)該怎么計(jì)算？很多的客戶(hù)認(rèn)為組件的衰減效率或逆變器的轉(zhuǎn)換效率就是光伏系統(tǒng)的效率。其實(shí)不然，接下來(lái)小固就從光伏系統(tǒng)PR的定義和計(jì)算方法、PR的歷史和現(xiàn)狀、PR影響因素、提高PR的方法等幾個(gè)方面對(duì)光伏系統(tǒng)的效率進(jìn)行說(shuō)明和闡述。

二． 系統(tǒng)效率定義和計(jì)算方法

l 系統(tǒng)效率(PR）定義

系統(tǒng)效率，來(lái)源于英文Performance Ratio（簡(jiǎn)稱(chēng)”P(pán)R”）,其包括太陽(yáng)能電池老化效率，交、直流低壓系統(tǒng)損耗及其他設(shè)備老化效率，逆變器效率，變壓器及電網(wǎng)損耗效率。

l 系統(tǒng)效率(PR）計(jì)算方法

PR在IEC61724給出的定義如下：

PRT=ET/（Pe*hT）

PRT：在T時(shí)間段內(nèi)的平均系統(tǒng)效率

ET：在T時(shí)間段內(nèi)光伏電站內(nèi)上網(wǎng)電量

Pe：光伏組件標(biāo)稱(chēng)裝機(jī)容量

hT：在T時(shí)間段內(nèi)峰值輻照小時(shí)數(shù)

舉例進(jìn)行說(shuō)明裝機(jī)量Pe=1KW，組件方陣面接收到的總輻射量為1500kwh/m2,也就是說(shuō)組件方陣面峰值日照數(shù)為1500h，假設(shè)全年上網(wǎng)電量為1250 kwh，可以得出：

PRT=ET/（Pe*hT）=1250 kwh/（1KW*1500h）=83.33%

三． PR歷史和現(xiàn)狀

在1980s年代，PR一般在50%-75%之間，1990s年代，PR一般在50%-90%之間，2000s年代，PR一般在70%-90%之間。

表1 不同國(guó)家不同時(shí)期光伏系統(tǒng)PR統(tǒng)計(jì)

從表格可以看出，同一段時(shí)期安裝光伏電站，PR的差異也很大。

四． 系統(tǒng)效率（PR）影響因素分析

通過(guò)上述PR值的計(jì)算方法，想必大家都知道PR的數(shù)值直接關(guān)系到光伏電站的年發(fā)電量。所以想要提高光伏發(fā)電量，很大程度要

從提高PR值入手，這就需要了解并掌握影響PR值的因素，從而減少并規(guī)避它。接下來(lái)小固就從組件側(cè)、逆變器側(cè)、變壓器側(cè)、

線(xiàn)損幾個(gè)方面講述這些影響。

l 組件側(cè)

? 組件功率衰減

很多客戶(hù)將組件每年衰減后的功率當(dāng)做系統(tǒng)效率，其實(shí)不是這樣的，組件衰減后的效率只是影響系統(tǒng)效率的某一個(gè)因素。一般要

求，晶體硅組件第一年的功率衰減在2%-3%之間。所以建議客戶(hù)在做光伏系統(tǒng)時(shí)選擇質(zhì)量?jī)?yōu)良的組件。

? 組件串并聯(lián)失配及陰影

圖1 組件陰影遮擋圖

太陽(yáng)能電池在串，并聯(lián)使用時(shí)，由于每片太陽(yáng)能電池電性能不可能絕對(duì)一致，這就使得串，并聯(lián)后的輸出總功率往往小于各個(gè)單體太陽(yáng)能電池輸出功率之和，稱(chēng)作太陽(yáng)能電池的失配。電站光伏組件失配的主要原因并非組件本身，而是因?yàn)殛幱罢趽?。光伏電站主要受到周邊建筑、?shù)木等固定陰影影響。對(duì)于位置不是很理想的屋頂電站，組串和方陣的串并聯(lián)失配損失效率在3%左右。

? 電池組件溫度系數(shù)損耗

圖2 組件溫度系數(shù)參數(shù)

在每款組件的說(shuō)明書(shū)里面都有關(guān)于溫度系數(shù)的概念，如上圖所示開(kāi)路電壓的溫度系數(shù)為-0.33%/℃，其表示溫度升高1℃，電壓降低開(kāi)路電壓的0.33%，尤其在冬夏溫差較大的地方，溫度系數(shù)的作用越明顯。一般來(lái)講，因溫度系數(shù)損耗導(dǎo)致的PR值下降在4%左右。

? 灰層積雪遮擋損失

因灰層積雪導(dǎo)致的組件遮擋損失很大，一般在4%-6%左右。如下圖所示，灰層布滿(mǎn)組件，降低了光伏系統(tǒng)的效率。除塵除雪的具體方法見(jiàn)傳送門(mén)-《光伏系統(tǒng)運(yùn)維-組件的除塵除雪》。

圖3 組件灰塵覆蓋圖

l 逆變器側(cè)

逆變器也會(huì)對(duì)系統(tǒng)效率（PR）產(chǎn)生影響，不同廠家最終得到的逆變器損失也不一樣。逆變器損失可以分成兩個(gè)部分：

? 逆變器自身的損耗

? 對(duì)于超出逆變器額定功率或由于超出工作電壓范圍造成的損失約2%左右。

l 變壓器側(cè)

? 變壓器自身的損耗

? 由于夜間空載，升壓變壓器損失等

由于變壓器損失導(dǎo)致的系統(tǒng)效率RP值下降在3%左右。

圖4 升壓站對(duì)火宅影響圖

l 線(xiàn)損

線(xiàn)損可以分為直流線(xiàn)損和交流線(xiàn)損。直流線(xiàn)損和交流線(xiàn)損對(duì)系統(tǒng)效率的影響一般都在2%左右。

光伏綜合能量效率(PR)的主要影響因素總結(jié)：

1. 組件的衰減功率

2. 組件串聯(lián)失配及陰影3%

3. 灰層積雪遮擋損失在（4.0%-5.4%）

4. 電池組件溫度系數(shù)損耗在4%

5. 直流線(xiàn)損2%

6. 交流線(xiàn)損2%

7. 逆變器加權(quán)效率：97%

8. MPPT效率：99%

9. 變壓器加權(quán)效率：98%

全效率鏈在78%左右。

五． 提高PR方法

上面講述了影響PR值的因素，根據(jù)影響的因素小固對(duì)應(yīng)列出相應(yīng)的改善方法，來(lái)提高系統(tǒng)的效率。

除了上述所列的措施，還有很多方法，可以提高PR值，客戶(hù)可以根據(jù)公式PRT=ET/（Pe*hT），擴(kuò)展性的思維。譬如可以安裝手動(dòng)可調(diào)的支架，其具有兩個(gè)固定的可調(diào)角度，分別適用于冬季和夏季，也能很好的提高發(fā)電量，提高PR值。譬如在后期運(yùn)維過(guò)程中能夠?qū)﹄娬?a href="http://wenjunhu.com/v/" target="_blank">智能分析，防患未然，能夠?qū)收暇_定位，及時(shí)處理故障信息等，提升運(yùn)維效率，從而提高PR值。

六． 總結(jié)與展望

通過(guò)上述幾個(gè)方面的介紹，想必客戶(hù)對(duì)系統(tǒng)效率（PR）已經(jīng)有了理解。在文章的結(jié)尾，小固給大家一個(gè)小問(wèn)題，PR值是越高越好嗎？大家可以根據(jù)經(jīng)濟(jì)性等原因綜合考慮，歡迎在文章后留言。