50kWP光伏并网示范电站运行数据分析

1、示范电站发电量分析

①光伏电站输出电能的大小跟照射到光伏组件表面的太阳辐射强度成正比。

②光伏电站的输出电量不恒定。

③影响光伏电站电能输出的因素有光伏组件温度、光伏组件表面灰尘、各光伏组件的不匹配性、板间连线损耗和传输线损耗等。

④50kWP并网光伏示范电站自2003年11月投入运行,截至2005年2月,已累计并网发电38435kWh。

2、逆变器效率分析

①20kW IGBT单相全桥并网逆变器效率分析:额定功率为20kW,最大工作功率22kW(时间限制为lmin),直流侧额定输入电压为390V,最大输入电压为550V,电网侧为220V,50Hz,

整体效率可以达到93%以上。当输出功率在10kW左右时效率最高,当系统输出功率低于额定功率15%时,效率急剧下降到85%左右。效率随输入电压变化的曲线大体类似于效率随功率变化的曲线,电压大于320V时,效率保持在93%以上,低于320V效率就会明显地降低。建议逆变器最好工作在350V电压以上,这时输出的功率因素也比较好,为0.96,接近于1。

②SB-5000TL效率分析:SB-5000TL型并网逆变器是正弦波输出逆变器,输出效率最高达95.5%,待机损耗只有0.25W。运行安全可靠,可根据太阳光辐射强度自动投入并网运行和停止并网运行。根据实际运行数据,它的最高输出效率达到95.72%。当输入功率较小时输出效率比较低。当输入功率为184W时,逆变器的效率仅为57%;随着输入功率的增加,逆变器的效率增大。当输入功率大于1000W时,逆变器的效率超过90%。

3、光伏组件发电分析

①不同安装倾角光伏组件发电量分析:弧形阳台玻璃幕墙光伏组件的安装倾角是正南90°,屋顶光伏组件的安装倾角是正南15°。由于两种安装倾角的光伏组件容量不同,正南垂直安装的光伏组件电量输出最大值出现在1~3月份和10、11月份;安装倾角正南15°的光伏组件电量输出的最大值出现在5~7月份。出现这种现象的原因是由于太阳高度角的周期性变化,安装倾角正南15°的光伏组件夏季吸收的太阳辐射量大于正南垂直安装的光伏组件,而当太阳位于北回归线和南回归线附近时,正南垂直安装的光伏组件吸收的太阳辐射量大于安装倾角正南15°的光伏组件。

50kWP并网光伏示范电站中正南垂直安装的光伏组件平均每千瓦2004年累计发电量为715kWh,正南15°安装的光伏组件平均每千瓦2004年累计发电量为597kWh。出现这种差异一方面是因安装倾角不同吸收太阳辐射量不同,另一个主要原因是灰尘累积的影响。垂直安装的光伏组件比正南15°安装的光伏组件自洁性较好。实际运行表明,垂直安装的光伏组件几乎没有灰尘累积,而正南15°安装的光伏组件灰尘累积严重。因此,在建设光伏电站时选择合适的光伏组件安装倾角是重要的。

②弧形阳台光伏玻璃幕墙发电分析:在弧形阳台的玻璃幕墙处,安装的是采用半透封装技术的单晶硅太阳电池组件,它们安装的方位角分别是南偏东15°、正南方向、南偏西15°,3个安装方向光伏组件的设计容量均是5280Wp。

在安装方向彼此相差15°的条件下,3个方向的单晶硅光伏组件输出的最大功率相差不大,南偏东15°的光伏组件的最大功率输出是3839W,正南方向的光伏组件的最大功率输出是3738W,南偏西15°的光伏组件的最大功率输出是3742W。达到最大功率的时间各不相同,南偏东15°的光伏组件在上午10:30达到最大功率,正南方向的光伏组件在上午11:30达到最大功率,南偏西15°的光伏组件在中午12:30达到最大功率。3个方向光伏组件达到最大功率输出的时间分别相差1h,也证明我们按照方向分组连接光伏组件的设计方案是合理的。

从试运行期间的累计发电量看,正南方向的光伏组件发电量最多4052kWh;其次是南偏西15°的光伏组件4003kWh,南偏东15°的光伏组件的发电量最少3849kWh。这是因为北京地区清晨时空气中水汽较大,降低了到达地面的太阳幅照度,而傍晚时空气相对干燥空气透明度较高的缘故。因此,在北京设计光伏电站时应该考虑正南方向安装,也可适当考虑南偏西,但是南偏东方向安装光伏组件的输出效果较差。

4、结论

50kWp屋顶光伏并网示范电站,在方案设计上选用了多种光伏组件和多种并网逆变器。通过分析可以得出不同的光伏组件由于安装倾角、安装方位角和组件材料的不同,光伏组件输出功率受到不同的影响。并网逆变器的多支路输入式方案设计便于不同参数的光伏组件的接入,并且具有高的转换效率。50kWP光伏并网示范电站的建成和投入运行对太阳能并网光伏发电技术在我国城市中的应用具有重大的推广示范意义。

来源:光电建筑构件应用委员会编辑部

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