光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體效率有兩個要素,一個是太陽能電池板本身的轉(zhuǎn)換(發(fā)電)效率,另一個是如何將太陽能電池板所發(fā)電力的損失(Loss)降至最低,以將更多的電力輸入電網(wǎng)賣出去。后者取決于太陽能電池板的發(fā)電量與在并網(wǎng)接入點輸出的電量之間的差額。這種電量之差被稱為“中間損失”。一般來說,太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率容易成為關(guān)注的焦點,但即便轉(zhuǎn)換效率低一些,只要增加電池板的面積及數(shù)量,就能獲得相同的發(fā)電量。對于百萬瓦級光伏電站的系統(tǒng)設(shè)計來說,如何降低所發(fā)電力的“中間損失”,這一視點非常重要。
關(guān)于太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率,需要留意的一點是,構(gòu)成電池板的電池單元(發(fā)電元件)的溫度會導(dǎo)致效率下降。尤其是使用結(jié)晶硅類單元的電池板,溫度上升會導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率明顯降低。太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率是在電池單元溫度為25℃時測量的數(shù)值,但電池單元的溫度達到25℃時,周圍的氣溫往往會比之低20℃~30℃,在日本,只要不是冬天,就很難達到產(chǎn)品目錄上的轉(zhuǎn)換效率。
日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)(NEDO)的“大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)導(dǎo)入指南及輔助工具”稱,“中間損失”高達約20%。引起損失的原因有幾個,首先是布線造成的損失。布線越長,這種損失越大。NEDO的指南稱,PCS之前的直流電布線部分會損失10%,PCS將直流電轉(zhuǎn)換為交流電時會損失4.3%,從PCS到電網(wǎng)的交流電布線部分會損失1.6%。再加上遠程管理系統(tǒng)及監(jiān)控設(shè)備所需電源等站內(nèi)負(fù)載(2.0%)、PCS機箱內(nèi)冷卻所需的功耗(1.1%)及PCS的待機功耗(1.6%),中間損失約為20%。順便一提,TMEIC生產(chǎn)的PCS的效率為97%,采用這種PCS時,損失只有3%。
太陽能電池板產(chǎn)生的電力在逆流入電網(wǎng)賣出之前,會損失20%左右。
提高百萬瓦級光伏電站系統(tǒng)總體效率的方法主要有三個,(1)縮短布線、(2)提高太陽能電池板及PCS等發(fā)電設(shè)備的效率、(3)提高用于并網(wǎng)的升壓變壓器的效率。
要縮短布線,太陽能電池板與PCS的配置十分重要。原因是,這會影響到太陽能電池板到PCS、以及PCS到電網(wǎng)接入點的布線長度。大多數(shù)光伏電站都會在鋪設(shè)的太陽能電池板正中間配置PCS,并從此處開始一直到電網(wǎng)接入點,均沿著直線進行布線,采用這種設(shè)計的原因是因為總布線長度最短。
關(guān)于提高升壓變壓器的效率,因為其已經(jīng)是《節(jié)能法》領(lǐng)跑者制度的對象,各公司展開了技術(shù)開發(fā)競爭,如果光伏電站選擇高效率的產(chǎn)品,損失就會相應(yīng)減少。
要縮短布線,太陽能電池板與PCS的配置十分重要。原因是,這會影響到太陽能電池板到PCS、以及PCS到電網(wǎng)接入點的布線長度。大多數(shù)光伏電站都會在鋪設(shè)的太陽能電池板正中間配置PCS,并從此處開始一直到電網(wǎng)接入點,均沿著直線進行布線,采用這種設(shè)計的原因是因為總布線長度最短。
關(guān)于提高升壓變壓器的效率,因為其已經(jīng)是《節(jié)能法》領(lǐng)跑者制度的對象,各公司展開了技術(shù)開發(fā)競爭,如果光伏電站選擇高效率的產(chǎn)品,損失就會相應(yīng)減少。