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太阳能光伏发电站发电效率提升策略研究张旭

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：张旭

[导读] 摘要：经济迅速进步，人们开始在用电方面不断提高要求。然而能源紧张，让诸多的电力企业面临诸多的压力。

        （国家电投新疆能源化工集团吐鲁番有限公司新疆吐鲁番 838000）
        摘要：经济迅速进步，人们开始在用电方面不断提高要求。然而能源紧张，让诸多的电力企业面临诸多的压力。光伏发电这类的新发电方式，若是可以得到广泛应用，可以缓解能源紧张带来的诸多问题。要想让分布式光伏发电达到高效，就要采取适当措施，让光伏发电更加合理和科学。本文对光伏发电的影响因素展开分析，对如何提升光伏发电的效率提出建议，希望对光伏发电的有效应用起到促进的作用。
        关键词：光伏电站；发电效率提升；策略
        引言
        随着科技的进步和人类社会的发展，巨大的能源消耗和由此引发的环境污染给人类生产生活带来了很大的威胁。为此，科研人员开始投身到了新能源的开发和利用当中，以缓解世界能源危机。太阳能作为常见的绿色清洁能源，得到了进一步挖掘。光伏发电也体现了可持续发展理念，成为世界新能源产业中最为重要的一员。然而，当前太阳能电池板由于自身材料和外界条件等因素的制约，发电效率并不高。加大对光伏发电效率影响因素和应对策略的研究，将对整个光伏产业的发展起到积极的作用。
        1光伏发电系统原理
        光伏发电技术是指一种将太阳光的辐射能直接转化为电能的发电技术。它主要应用的是半导体PN结的光生伏特原理，光伏电池在受到太阳光照射时，内部电子发生定向移动，产生电流，供负载使用或存储起来。光伏发电系统一般由太阳能电池组件、控制器、蓄电池、逆变器等部分组成。太阳能电池组件是光伏发电系统的核心部分，在受到一定的辐射强度下，将太阳能以直流形式转换为电能。当发电量大于负载需求时，通过控制器对蓄电池进行充电；当发电量不足时，太阳能电池和蓄电池同时对负载供电，以满足需求；当负载为交流设备时，增加逆变装置，将直流电变换为交流电，供负载使用。
        2光伏发电效率的影响因素
        2.1环境因素
        环境因素主要包括辐射强度大小及温度变化对光伏发电效率的影响。其中辐射强度主要取决于地理位置、海拔高度、大气环境、气候条件等因素。一般纬度越低，其太阳高度角就越大，太阳辐射强度越强，反之太阳高度角越小，太阳辐射强度就越弱；海拔高度越高时，空气就越稀薄，大气中的水汽和尘埃的含量也越少，太阳辐射强度越大；大气环境也在一定程度上影响太阳辐射强度，在晴朗无云的天气，大气透明度高，到达地面的太阳辐射能量就多，反之灰尘、积雪、云层等阴影的遮挡，也会使太阳能电池板接收到的辐射大打折扣。日照时数和温度也是影响光伏发电效率的重要因素。通常日照时间长，太阳能电池板相对获得的太阳总辐射量就多；只有在适当的温度下，发电效率才能达到最佳状态。
        2.2设施设备因素
        分布式光伏电站在生产和运行的过程中，是由很多设施组成的。一旦这些设施在运行的过程中出现故障，电力生产都会受到相应的影响，对发电效率也会产生一定的影响，导致电力供应出现严重失调。在一定程度而言，电力设备自身的因素也会对电力输送效率产生一定的影响。分布式光伏电站在运营的过程中，设备会通过光伏电池板和电力之间进行相互转换。在这种情况下，必须对电站运行中的设备进行正确的选择，保障设备在运行的过程之中，能够达到供电所需设备的应用要求。
        2.3人为因素
        光伏组件接收的辐射总量由天空散射量和地面反射量共同组成，所以要想提高光伏发电效率必须寻找到最佳倾斜角度进行安装；在光伏组件连接过程中，由于组件间的电流（电压）差异造成电流（电压）的损失，即组件的不匹配，也是影响发电效率的因素；设计施工过程不合理，维护清洁不及时等，也会在一定程度上降低光伏发电效率。

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        3太阳能光伏发电站发电效率提升策略
        3.1标准化设计
        要想让分布式光电站保持良好的发电效率，在对分布式光电站展开设计的时候，就要有标准化的理念，对分布式光电站展开标准化设计，可以提升分布式光电站的生产发电效率。在标准化设计中，对分布式光电站的生产过程展开适当优化，从而让发电效率更加理想。比如结合阳光在不同的季节强度不同，不同地区和纬度的太阳倾角不同可以展开分析，通过对光伏发电量进行预测，充分满足发电量消纳的相关规范和要求。让分布式光电站与阳光变化保持协调。对分布式光电站展开设计中，要对电力电压展开适当设计，保证在发电生产高效性。
        3.2适当调节太阳能电池板的安装角度
        太阳能电池板有多种安装方式，有双轴跟踪器安装、斜单轴跟踪器安装、平单轴跟踪器安装、可调支架安装、固定支架安装等方式。因为固定支架安装方式具有空间利用率高、成本低、运行可靠等优点，农村光伏发电系统均采用这种安装方式。但是，固定支架安装由于支架不能进行实时调节，安装时需根据地域差异选择最佳倾斜角和方位角，角度的选择应综合考虑光伏阵列所在地的纬度、太阳赤纬角、太阳辐射量等因素。
        3.3按期维护
        按规定时间对分布式光伏电站进行维护，就分布式光伏电站的运行效率方面而言，有着非常重要的作用。光伏电站在运行的过程中，需要借助太阳能电池接收太阳辐射，一旦太阳能电池接收板被灰尘和积雪覆盖，就会导致整体发电站的电力受到阻碍，严重影响电力发电站的生产效率。在光伏运行电站运行中，能对生产效率产生影响的因素有很多，例如天气、环境等，一般情况下，遭到雾霾影响，电站的发电效率可能会受到5%左右的影响，在阴雨天，电站的发电量是平时阳光充足的10%-20%，因此，想要让整体电力在生产和运输的过程中保持正常状态。就需要加强对运行设备进行定期的维护，保障设备在维护和管理之中，能够发挥出自身最大的效能，从而提升整体的发电效率。
        3.4规范施工
        在分布式光电站的实际施工中，要保证施工过程的规范化，经过合理施工，让分布式光电站能达到设计的相关要求。分布式光电站中涉及到各类的建设项目，在施工建设中对各类施工项目，要展开严格的管理，最大程度上在分布式光电站完工后，可以提升发电效率。尤其是运行中心的建设，要做到施工规范化。让分布式光电站完工后，控制中心可以做好发电的调控。分布式光电站对技术专业性是有着严格要求的，其中各类设备安装也非常复杂，要保证每一步安装过程都是符合相关规范，做好对分布式光电站现场施工的监督工作，让工序施工保持规范性以及可靠性。
        3.5选定设备型号的要求
        对设备进行合理、科学的选定至关重要。设备型号的判断和选择合理，有利于提升分布式光伏电站的整体性的发电效率，具有重要的研究意义。设备型号对发电能力转换、发电运输方面具有非常重要的影响，设备型号主要分为4类。即IMW、方阵、MPPT、逆变器。不同型号的设备，在运行过程中，在发电、供电效率等方面有着差异性。就种情况而言，对电站发电设备进行科学化、合理化的选用，能够为分布式光伏电站的运行提供相应的保障。
        结语
        随着科技的不断更新，发电方法和发电功能也在逐步优化。在此前提下，需要对影响分布式光伏电站效率的相关因素进行分析，提供相应的对策，对相关专业人员进行培养，通过相关人员的不断努力，提高分布式光伏发电站的发电效率，为国民经济的发展提供电力支撑。综上所述，只有对分布式光伏电站发电效率的提升策略进行合理、科学的应用，才能使发电效率、发电质量得到相应的保障，全面提升分布式光伏电站的发电效率。
        参考文献
        [1]王述辉，吕学.智能运维技术挺起光伏强省脊梁——关于全省光伏电站运维情况的调查[J].山东经济战略研究，2019（9）：26-28.
        [2]王新.分布式光伏电站发电效率提升策略研究[J].工程建设与设计，2019（2）：71-72.