摘要：隨著能源危機(jī)和環(huán)境惡化問題的加劇，科技工作者進(jìn)一步增加了新能源的開發(fā)和利用。太陽能光伏發(fā)電作為新型清潔能源的主要力量，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)和生活中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，光伏發(fā)電效率低下已成為制約光伏發(fā)電發(fā)展的瓶頸。因此，提高光伏發(fā)電效率的研究具有重要的意義和價(jià)值。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；發(fā)電效率；太陽能電站；分布式光伏；

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人類社會(huì)的發(fā)展，巨大的能源消耗和由此產(chǎn)生的環(huán)境污染對人類的生產(chǎn)和生活構(gòu)成了巨大的威脅。為此，研究人員開始致力于新能源的開發(fā)和利用，以緩解世界能源危機(jī)。太陽能作為一種常見的綠色清潔能源，得到了進(jìn)一步的挖掘。光伏發(fā)電也反映了可持續(xù)發(fā)展的概念，成為世界新能源產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。然而，由于自身材料和外部條件的限制，太陽能電池板的發(fā)電效率并不高。加強(qiáng)對光伏發(fā)電效率影響因素和應(yīng)對策略的研究，將對整個(gè)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮積極作用。

1光伏發(fā)電系統(tǒng)原理

光伏發(fā)電技術(shù)是指將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電技術(shù)。主要應(yīng)用半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏特原理。當(dāng)光伏電池暴露在陽光下時(shí)，內(nèi)部電子發(fā)生定向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生電流供負(fù)載使用或儲存。光伏發(fā)電系統(tǒng)一般由太陽能電池組件、控制器、電池、逆變器等組成。太陽能電池組件是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，在一定的輻射強(qiáng)度下，以直流的形式將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。當(dāng)發(fā)電量大于負(fù)載需求時(shí)，通過控制器充電電池；當(dāng)發(fā)電量不足時(shí)，太陽能電池和電池同時(shí)供電負(fù)載以滿足需求；當(dāng)負(fù)載作為交流設(shè)備時(shí)，增加逆變器，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供負(fù)載使用。

2光伏發(fā)電效率的影響因素

光伏發(fā)電效率是指光伏組件輸出電能占輸入太陽輻射能的百分比。效率越高，太陽能利用率越高。影響光伏發(fā)電效率的因素很多，主要包括以下幾個(gè)方面。

2.1環(huán)境因素

環(huán)境因素主要包括輻射強(qiáng)度和溫度變化對光伏發(fā)電效率的影響。輻射強(qiáng)度主要取決于地理位置、海拔、大氣環(huán)境、氣候條件等因素。一般緯度越低，太陽高度角越大，太陽輻射強(qiáng)度越強(qiáng)，反之，太陽高度角越小，太陽輻射強(qiáng)度越弱；海拔越高，空氣越薄，空氣中的水蒸氣和灰塵含量越少，太陽輻射強(qiáng)度越大；大氣環(huán)境也在一定程度上影響太陽輻射強(qiáng)度。在晴朗無云的天氣里，大氣透明度高，到達(dá)地面的太陽輻射能量更多。相反，灰塵、雪、云等陰影的遮擋也會(huì)大大降低太陽能電池板接收到的輻射。

日照時(shí)間和溫度也是影響光伏發(fā)電效率的重要因素。通常日照時(shí)間長，太陽能電池板獲得的太陽總輻射較多；只有在適當(dāng)?shù)臏囟认?，發(fā)電效率才能達(dá)到更好的狀態(tài)。

2.2自身因素

太陽能光伏組件的特點(diǎn)和質(zhì)量取決于太陽能電池的材料，不同的材料和制造工藝直接影響太陽能光伏組件的光衰減時(shí)間和光電轉(zhuǎn)換效率，逆變器的性能對太陽能光伏發(fā)電效率有重要影響，最大功率點(diǎn)跟蹤可提高光伏發(fā)電效率。

2.3人為因素

光伏組件接收的輻射總量由天空散射量和地面反射量組成，為了提高光伏發(fā)電效率，必須找到更好的傾斜角度安裝；在光伏組件連接過程中，電流（電壓）損失，即組件不匹配，也是影響發(fā)電效率的因素；設(shè)計(jì)施工過程不合理，維護(hù)不及時(shí)，也會(huì)在一定程度上降低光伏發(fā)電效率。

3提高光伏發(fā)電效率的策略

（1）首先，科學(xué)選址和合理布局是太陽能光伏發(fā)電的前提；其次，選擇轉(zhuǎn)換效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、技術(shù)成熟的太陽能光伏組件和性能良好的逆變器設(shè)備，可大大提高光伏發(fā)電效率；選擇合適的跟蹤方法，增加垂直照射時(shí)間，努力吸收最大輻射；為減少高溫對光伏發(fā)電的負(fù)面影響，適當(dāng)安裝冷卻裝置；科學(xué)設(shè)計(jì)，合理施工，根據(jù)不同情況（如通風(fēng)、除塵等）制定運(yùn)行維護(hù)方案，在一定程度上提高光伏發(fā)電效率。

（2）管理模式。對于光伏項(xiàng)目的建設(shè)項(xiàng)目，在管理方面，應(yīng)按照信息化和扁平化的原則，對總公司和子項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)進(jìn)行不同的設(shè)置。這種模式可以使上級任務(wù)更快地實(shí)施，同時(shí)使現(xiàn)場信息更快地反饋，明確具體的任務(wù)分工，降低中間階段產(chǎn)生的管理成本。

（3）信息化建設(shè)。利用現(xiàn)代先進(jìn)的信息技術(shù)不僅可以提高工作效率，還可以及時(shí)獲取生產(chǎn)經(jīng)營的相關(guān)信息。以總公司為中心部分，以子項(xiàng)目為點(diǎn)，利用現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)連接所有子項(xiàng)目，及時(shí)共享信息資源，縮短空間和區(qū)域距離，同時(shí)管理人力資源和成本。管理公司子項(xiàng)目的所有業(yè)務(wù)，以規(guī)范、固定的流程，防止各子公司的相關(guān)業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。具體來說，應(yīng)根據(jù)以下信息系統(tǒng)進(jìn)行布置。①辦公自動(dòng)化系統(tǒng)(又稱0A)。主要功能包括:收發(fā)郵件、通知、公文，密切溝通總公司與子項(xiàng)目、總公司之間的信息；辦理各種審批流程，管理合同、成本支付、決策管理等流程，控制運(yùn)營帶來的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，還可以宣傳企業(yè)文化，為員工提供廣闊的實(shí)現(xiàn)全員管理的平臺。②信息管理系統(tǒng)(即MIS)。該系統(tǒng)的功能主要包括：記錄值班的具體情況、缺陷管理、維護(hù)的具體情況、設(shè)備臺賬、管理相關(guān)材料管理等，實(shí)現(xiàn)信息辦公，方便歷史數(shù)據(jù)查詢。

4安科瑞分布式光伏運(yùn)維云平臺介紹

4.1概述

AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺通過監(jiān)控光伏站點(diǎn)的逆變器設(shè)備、氣象設(shè)備和攝像頭設(shè)備，幫助用戶管理分散在各地的光伏站點(diǎn)。主要功能包括:站點(diǎn)監(jiān)控、逆變器監(jiān)控、發(fā)電統(tǒng)計(jì)、逆變器一次圖、操作日志、報(bào)警信息、環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備檔案、運(yùn)維管理、角色管理。用戶可以通過WEB和APP訪問平臺及時(shí)掌握光伏發(fā)電的效率和收益。

4.2應(yīng)用場所

目前，我國的兩種分布式應(yīng)用場景是：農(nóng)村屋頂?shù)募彝ス夥凸ど唐髽I(yè)的屋頂光伏。這兩種分布式光伏電站今年發(fā)展迅速。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在光伏變電站安裝逆變器和多功能電源計(jì)量儀器，通過網(wǎng)關(guān)將收集到的數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器，并集中存儲和管理數(shù)據(jù)。用戶可以通過PC訪問平臺及時(shí)獲取分布式光伏電站和各逆變器的運(yùn)行情況。平臺的整體結(jié)構(gòu)如圖所示。

4.4系統(tǒng)功能

AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺軟件采用B/S架構(gòu)。任何有權(quán)限的用戶都可以通過WEB瀏覽器監(jiān)控分布在區(qū)域內(nèi)各建筑物的光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線、并網(wǎng)、當(dāng)前發(fā)電量、總發(fā)電量等）。

光伏發(fā)電、事件記錄、運(yùn)行環(huán)境

4.5系統(tǒng)硬件配置

5結(jié)語

太陽能作為一種清潔的可再生能源，近年來得到了不斷的開發(fā)和推廣，特別是中國的光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走上了快速發(fā)展的道路。本文分析了影響光伏發(fā)電效率的因素，總結(jié)了提高光伏發(fā)電效率的策略。我相信，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷推進(jìn)，太陽能利用的廣度和深度將進(jìn)一步提高，光伏產(chǎn)業(yè)未來將有很大的發(fā)展前景。

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安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.05版