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摘 要：本文以太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣效率為研究對(duì)象，將電氣效率分為直流效率、逆變器效率和系統(tǒng)總效率。為了研究使用微逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng)與使用組串式逆變器的發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)電氣效率，搭建了一個(gè)4kWp的光伏發(fā)電系統(tǒng)，并使用室外太陽(yáng)能測(cè)試設(shè)備采集數(shù)據(jù)。分別在正常工作狀態(tài)和光伏陣列有部分遮擋時(shí)，對(duì)組串型光伏發(fā)電系統(tǒng)和交流組件型光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣效率進(jìn)行測(cè)量和比較分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用微逆變器可解決組件失配造成功率損失的問題，同時(shí)也增加最大功率跟蹤的準(zhǔn)確度，提高直流效率；在正常工作狀態(tài)下，組串式光伏發(fā)電系統(tǒng)的組件失配損失只有3%左右，系統(tǒng)的總電氣效率主要取決于逆變器的效率，但在光伏陣列有部分遮擋時(shí)，組件失配損失在10%以上，這時(shí)使用微逆變器可明顯提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣效率。

關(guān)鍵詞：直流效率；微逆變器；光伏發(fā)電系統(tǒng)；交流組件型

引言

在現(xiàn)階段，按太陽(yáng)能光伏方陣與逆變器的連接方式不同，太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可分為三種典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：集中型、組串型和交流組件型；按組件類型不同可分為單晶硅太陽(yáng)電池光伏發(fā)電系統(tǒng)、多晶硅太陽(yáng)電池光伏發(fā)電系統(tǒng)和薄膜光伏發(fā)電系統(tǒng)等等。太陽(yáng)電池陣列的輸出性能并不是陣列中各個(gè)組件輸出性能的簡(jiǎn)單疊加，陣列中各個(gè)組件相互影響組成一個(gè)整體，所以需要使用直流效率的概念來反映太陽(yáng)電池陣列的整體性能；在各種不同類型和結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏陣列的輸出性能有很大差異，為方便比較也需要使用直流效率這個(gè)概念。直流效率概念的提出有利于研究各個(gè)因素對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)性能的影響，優(yōu)化光伏發(fā)電系統(tǒng)提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能。

國(guó)內(nèi)外都有很多人在研究光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能，他們都先采集光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括：太陽(yáng)輻照度、環(huán)境溫度、組件溫度、光伏陣列輸出電流和電壓、系統(tǒng)輸出電流和電壓。數(shù)據(jù)的采集時(shí)間都在一年以上，然后再根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算系統(tǒng)的性能參數(shù)。由于采集的時(shí)間長(zhǎng)，所以數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度難以保證，并且這些數(shù)據(jù)與電站的管理和維護(hù)有關(guān)，不只反映系統(tǒng)的性能，這些數(shù)據(jù)都是用逆變器自帶的采集系統(tǒng)采集的，數(shù)據(jù)的精確度也難保證。

為了測(cè)量系統(tǒng)的電氣效率，并比較微型逆變器發(fā)電系統(tǒng)和傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)電氣效率的差異，我們搭建了一個(gè)6kWp的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中有4kWp光伏發(fā)電系統(tǒng)使用4臺(tái)SMA公司生產(chǎn)的SB1200逆變器，另外2kWp使用10臺(tái)英偉力公司生產(chǎn)的MC250微型逆變器，并使用室外太陽(yáng)能光伏電氣效率測(cè)試儀來采集數(shù)據(jù)，通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試了組串型光伏發(fā)電系統(tǒng)和交流組件型光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流效率和系統(tǒng)效率。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用微逆變器可解決組件失配造成功率損失的問題，同時(shí)也增加最大功率跟蹤的準(zhǔn)確度，提高直流效率。光伏陣列的直流效率是光伏陣列高效運(yùn)行以及經(jīng)濟(jì)效益回收的重要指標(biāo)，通過光伏陣列直流效率測(cè)試可以檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理，電氣設(shè)備選型是否匹配等系統(tǒng)的重要信息。

1影響發(fā)電量的因素

太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)電池組件、逆變器、配電設(shè)備組成。太陽(yáng)電池組件能吸收太陽(yáng)能輸出直流電，逆變器使直流電轉(zhuǎn)換成能供用電器使用的交流電。光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率主要與以下因素有關(guān)：

1、 氣象因素，包括太陽(yáng)輻照度、環(huán)境溫度和風(fēng)速等。太陽(yáng)輻照總量直接影響發(fā)電量，不同傾角和方位角放置的光伏組件接收的輻照量不一樣，所以對(duì)于固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏陣列的傾角和方位角也影響發(fā)電量。

2、 光伏陣列的光電轉(zhuǎn)換效率；晶體硅光伏組件的轉(zhuǎn)換效率為14%，但光伏陣列的轉(zhuǎn)換效率小于組件的轉(zhuǎn)換效率，這是因?yàn)楣夥嚵杏晒夥M件串聯(lián)和并聯(lián)組成，由于各個(gè)組件實(shí)際輸出的參數(shù)不匹配造成了能量損失，而且在不同太陽(yáng)輻照度和環(huán)境溫度下組件的轉(zhuǎn)換效率也不同。

3、 逆變器的性能。逆變器的性能主要包括逆變器的啟動(dòng)電壓和功率，逆變器的轉(zhuǎn)換效率。逆變器的轉(zhuǎn)換效率與逆變器的輸入電壓和功率有關(guān)。

4、 其他因素。設(shè)備故障、灰塵遮擋、電纜損耗等。