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光伏組件參數解讀和逆變器配比

OFweek太陽能光伏網訊:光伏組件是光伏電站最重要的設備之一,成本占了并網系統50%左右,組件的技術參數對系統設計非常重要,只能讀懂組件參數,才能正確配置光伏逆變器,下面以多晶硅光伏組件為例,解釋光伏組件的關鍵參數。

一、光伏組件技術規格書中的關鍵參數

1.功率

我們常說265Wp光伏組件。下表的“p”為peak的縮寫,代表其峰值功率為265W。所有的技術規格書中都會標注“標準測試條件”的。“0~+5”代表是正公差,265W的組件功率范圍在265W到270W之間為合格品,下圖為常州天合的多晶光伏組件技術規格書一部分。

只有在標準測試條件(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”(265W),輻照度和溫度變化時,功率肯定會變化。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。

2.效率

理論上,尺寸、標稱功率相同的組件,效率肯定是相同的。光伏組件是由電池片組成,一塊光伏組件通常由60片(6×10)或72片(6×10)電池片組成,面積分別為1.638m2(0.992m×1.652m)和1.94m2(0.992m×1.956m)。

輻照度為1000W/m2時,1.638m2組件上接收的功率為1638W,當輸出為265W時,效率為16.2%,280W時為17%。

3.電壓與溫度系數

電壓分開路電壓和MPPT電壓,溫度系數分電壓溫度系數和功率溫度系數。在進行串并聯方案設計時,要用開路電壓、工作電壓、溫度系數、當地極端溫度(最好是晝間)進行最大開路電壓和MPPT電壓范圍的計算,與逆變器進行匹配。

二、組件的輸出功率

組件的組件輸出功率,不考慮逆變器等設備因素外,和太陽輻射度和溫度有關。影響輻射度的因素有:

1.太陽高度角或緯度:太陽高度角越大,穿越大氣的路徑就越短,大氣對太陽輻射的削弱作用越小,則到達地面的太陽輻射越強;太陽高度角越大,等量太陽輻射散布的面積越小,太陽輻射越強。例如,中午的太陽輻射強度比早晚的強。

2. 海拔高度:海拔越高空氣越稀薄,大氣對太陽輻射的削弱作用越小,則到達地面的太陽輻射越強。例如,青藏高原是我國太陽輻射最強的地區。

3. 天氣狀況:晴天云少,對太陽輻射的削弱作用小,到達地面的太陽輻射強。例如四川盆地多云霧陰雨天氣,太陽輻射消弱,太陽輻射成為我國最低值區。

4. 大氣透明度:大氣透明度高則對太陽輻射的削弱作用小,使到達地面的太陽輻射強。

5. 大氣污染的程度:污染重,則對太陽輻射消弱強,到達地面太陽輻射少,霧霾天氣對光伏組件影響非常大,在河北保定等霧霾天氣嚴重的地區,全年發電量要比理論少10%左右。

組件最大輸出功率,不考慮逆變器等設備因素外,就是太陽輻照度和溫度了。太陽輻射度極限值是太陽常數,值是1368W/ m2,到達地球表面后,受到天氣等各方面影響,最高值約1200 W/m2,組件的功率溫度系統約-0.39%/℃,組件溫度下降,組件的功率會升高。一塊250W的組件,在不考慮設備損耗的情況下,在我國陽光最好的地區,如寧夏北部、甘肅北部、新疆南部等地區,有可能最大輸出功率能到300W。

三、逆變器和組件的配比

在配置逆變器時,要注意2個方面:

1. 多個組件串聯后的電壓,是每塊組件的的電壓之和,工作電壓在逆變器的額定工作電壓左右,效率最高,單相220V逆變器,逆變器輸入額定電壓為380V,三相380V逆變器,逆變器輸入額定電壓為650V。

如3kW逆變器,配260W組件,工作電壓30.5V,配12塊工作電壓366V,功率為3.12kW為最佳。30KW逆變器配260W組件,接126塊組件,每一路21串,電壓為640.5V,總功率為32.76kW為最佳。

2. 組串后最高極限開路電壓不超過逆變器的最高電壓,如270W組件,開路電壓是38.3V,開路電壓溫度系數是-0.32%/度,如果在-25度,24塊串聯,最后的開路電壓V=38.3[1+(-25-25)*(-0.0032)]*24=1066V。

綜上各種因素,系統功率在逆變器額定功率40-60%之間,效率最高,壽命最長。為了把逆變器性能發揮最佳,根據光照條件不同,組件和逆變器有不同的配比。

在一類光照地區,平均日照時間超過5小時,發電時間按每天10小時計算,建議組件和逆變器按1:1配置,平均功率為50%左右;

在二類光照地區,平均日照時間4小時,發電時間按每天9小時計算,建議組件和逆變器按1.1:1配置,(4*1.1)/9,平均功率為49%左右;

在三類平均日照時間3.5小時的光照地區,發電時間按每天8.5小時計算,建議組件和逆變器按1.2:1配置,(3.5*1.2)/8.5,平均功率為49.4%左右。在三類平均日照時間低于3小時的光照地區,發電時間按每天8小時計算,建議組件和逆變器按1.3:1配置,(3*1.3)/8,平均功率為48.75%左右。

山地電站朝向各異,分布式光伏屋面情況的復雜性、朝向各異,光伏組件不一定朝南,彩鋼瓦屋頂傾斜角度不是最佳傾角。逆變器的配置可以根據具體情況靈活處理。

 

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