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影響光伏電站發電量的因素及常見故障分析

2016-08-11 08:43:52 點擊數:

一、影響光伏電站發電量的因素

光伏電站發電量計算方法,理論年發電量=年平均太陽輻射總量*電池總面積*光電轉換效率。但由于各種因 素的影響,光伏電站發電量實際上并沒有那么多,實際年發電量=理論年發電量*實際發電效率。那么影響光伏電站發電量有哪些因素?以下是結合日常的設計以及 施工經驗,和大家分享分布式光伏電站發電量的一些基礎常識。

1.1、太陽輻射量

太陽能電池組件是將太陽能轉化為電能的裝置,光照輻射強度直接影響著發電量。各地區的太陽能輻射量數據可以通過NASA氣象資料查詢網站獲取,也可以借助光伏設計軟件例如PV-SYS、RETScreen得到。

1.2、太陽能電池組件的傾斜角度

從氣象站得到的資料,一般為水平面上的太陽輻射量,換算成光伏陣列傾斜面的輻射量,才能進行光伏系統發電量的計算。最佳傾角與項目所在地的緯度有關。大致經驗值如下:

A、緯度0°~25°,傾斜角等于緯度

B、緯度26°~40°,傾角等于緯度加5°~10°

C、緯度41°~55°,傾角等于緯度加10°~15°

1.3、太陽能電池組件轉化效率

1.4、系統損失和所有產品一樣

光伏電站在長達25年的壽命周期中,組件效率、電氣元件性能會逐步降低,發電量隨之逐年遞減。除去這些自然老化的因素之外,還有組件、逆變器的質量問題,線路布局、灰塵、串并聯損失、線纜損失等多種因素。

一般光伏電站的財務模型中,系統發電量三年遞減約5%,20年后發電量遞減到80%。

1.4.1組合損失

凡是串聯就會由于組件的電流差異造成電流損失;并聯就會由于組件的電壓差異造成電壓損失;而組合損失可達到8%以上,中國工程建設標準化協會標準規定小于10%。

因此為了減低組合損失,應注意:

1)應該在電站安裝前嚴格挑選電流一致的組件串聯。

2)組件的衰減特性盡可能一致。

1.4.2灰塵遮擋

在所有影響光伏電站整體發電能力的各種因素中,灰塵是第一大殺手。灰塵光伏電站的影響主要有:通過遮蔽達到組件的光線,從而影響發電量;影響散熱,從而 影響轉換效率;具備酸堿性的灰塵長時間沉積在組件表面,侵蝕板面造成板面粗糙不平,有利于灰塵的進一步積聚,同時增加了陽光的漫反射。所以組件需要不定期 擦拭清潔。

現階段光伏電站的清潔主要有,灑水車,人工清潔,機器人三種方式。

1.4.3溫度特性

溫度上升1℃,晶體硅太陽電池:最大輸出功率下降0.04%,開路電壓下降0.04%(-2mv/℃),短路電流上升0.04%。為了減少溫度對發電量的影響,應該保持組件良好的通風條件。

1.4.4線路、變壓器損失

系統的直流、交流回路的線損要控制在5%以內。為此,設計上要采用導電性能好的導線,導線需要有足夠的直徑。系統維護中要特別注意接插件以及接線端子是否牢固。

1.4.5逆變器效率

逆變器由于有電感、變壓器和IGBT、MOSFET等功率器件,在運行時,會產生損耗。一般組串式逆變器效率為97-98%,集中式逆變器效率為98%,變壓器效率為99%。

1.4.6陰影、積雪遮擋

在分布式電站中,周圍如果有高大建筑物,會對組件造成陰影,設計時應盡量避開。根據電路原理,組件串聯時,電流是由最少的一塊決定的,因此如果有一塊有陰影,就會影響這一路組件的發電功率。

當組件上有積雪時,也會影響發電,必須盡快掃除。

二、分布式光伏電站常見故障

2.1、故障現象:逆變器屏幕沒有顯示

故障分析:沒有直流輸入,逆變器LCD是由直流供電的。

可能原因:

(1)組件電壓不夠。逆變器工作電壓是100V到500V,低于100V時,逆變器不工作。組件電壓和太陽能輻照度有關。

(2)PV輸入端子接反,PV端子有正負兩極,要互相對應,不能和別的組串接反。

(3)直流開關沒有合上。

(4)組件串聯時,某一個接頭沒有接好。

(5)有一組件短路,造成其它組串也不能工作。

解決辦法:用萬用表電壓檔測量逆變器直流輸入電壓。電壓正常時,總電壓是各組件電壓之和。如果沒有電壓,依次檢測直流開關,接線端子,電纜接頭,組件等是否正常。如果有多路組件,要分開單獨接入測試。

如果逆變器是使用一段時間,沒有發現原因,則是逆變器硬件電路發生故障,請聯系我公司售后。

2.2、故障現象:逆變器不并網。

故障分析:逆變器和電網沒有連接。

可能原因:

(1)交流開關沒有合上。

(2)逆變器交流輸出端子沒有接上

(3)接線時,把逆變器輸出接線端子上排松動了。

解決辦法:用萬用表電壓檔測量逆變器交流輸出電壓,在正常情況下,輸出端子應該有220V或者380V電壓,如果沒有,依次檢測接線端子是否有松動,交流開關是否閉合,漏電保護開關是否斷開。

2.3、PV過壓:

故障分析:直流電壓過高報警

可能原因:組件串聯數量過多,造成電壓超過逆變器的電壓。

解決辦法:因為組件的溫度特性,溫度越低,電壓越高。單相組串式逆變器輸入電壓范圍是100-500V,建議組串后電壓在350-400V之間,三相組 串式逆變器輸入電壓范圍是250-800V,建議組串后電壓在600-650V之間。在這個電壓區間,逆變器效率較高,早晚輻照度低時也可發電,但又不至 于電壓超出逆變器電壓上限,引起報警而停機。

2.4、隔離故障:

故障分析:光伏系統對地絕緣電阻小于2兆歐。

可能原因:太陽能組件,接線盒,直流電纜,逆變器,交流電纜,接線端子等地方有電線對地短路或者絕緣層破壞。PV接線端子和交流接線外殼松動,導致進水。

解決辦法:斷開電網,逆變器,依次檢查各部件電線對地的電阻,找出問題點,并更換。

2.5、漏電流故障:

故障分析:漏電流太大。

解決辦法:取下PV陣列輸入端,然后檢查外圍的AC電網。

直流端和交流端全部斷開,讓逆變器停電30分鐘以上,如果自己能恢復就繼續使用,如果不能恢復,聯系售后技術工程師。

2.6、電網錯誤:

故障分析:電網電壓和頻率過低或者過高。

解決辦法:用萬用表測量電網電壓和頻率,如果超出了,等待電網恢復正常。如果電網正常,則是逆變器檢測電路板發電故障,請把直流端和交流端全部斷開,讓逆變器停電30分鐘以上,如果自己能恢復就繼續使用,如果不能恢復,就聯系售后技術工程師。

2.7、逆變器硬件故障:分為可恢復故障和不可恢復故障

故障分析:逆變器電路板,檢測電路,功率回路,通訊回路等電路有故障。

解決辦法:逆變器出現上述硬件故障,請把直流端和交流端全部斷開,讓逆變器停電30分鐘以上,如果自己能恢復就繼續使用,如果不能恢復,就聯系售后技術工程師。

2.8、系統輸出功率偏小:達不到理想的輸出功率

可能原因:影響光伏系統輸出功率因素很多,包括太陽輻射量,太陽電池組件的傾斜角度,灰塵和陰影阻擋,組件的溫度特性,詳見第一章。

因系統配置安裝不當造成系統功率偏小。常見解決辦法有:

(1)在安裝前,檢測每一塊組件的功率是否足夠。

(2)根據第一章,調整組件的安裝角度和朝向;

(3)檢查組件是否有陰影和灰塵。

(4)檢測組件串聯后電壓是否在電壓范圍內,電壓過低系統效率會降低。

(5)多路組串安裝前,先檢查各路組串的開路電壓,相差不超過5V,如果發現電壓不對,要檢查線路和接頭。

(6)安裝時,可以分批接入,每一組接入時,記錄每一組的功率,組串之間功率相差不超過2%。

(7)安裝地方通風不暢通,逆變器熱量沒有及時散播出去,或者直接在陽光下曝露,造成逆變器溫度過高。

(8)逆變器有雙路MPPT接入,每一路輸入功率只有總功率的50%。原則上每一路設計安裝功率應該相等,如果只接在一路MPPT端子上,輸出功率會減半。

(9)電纜接頭接觸不良,電纜過長,線徑過細,有電壓損耗,最后造成功率損耗。

(10)并網交流開關容量過小,達不到逆變器輸出要求。

2.9、交流側過壓

電網阻抗過大,光伏發電用戶側消化不了,輸送出去時又因阻抗過大,造成逆變器輸出側電壓過高,引起逆變器保護關機,或者降額運行。

常見解決辦法有:

(1)加大輸出電纜,因為電纜越粗,阻抗越低。

(2)逆變器靠近并網點,電纜越短,阻抗越低

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