影响光伏系统输出性能的典型因素分析

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1、第九届中国太阳级硅及光伏发电研讨会论文（光伏发电系统与应用）影响光伏发电系统输出特性的典型因素分析1,21221,2*孙韵琳，陈荣荣，陈思铭，吴淼，沈辉（1.中山大学太阳能系统研究所，广州510006；2.顺德中山大学太阳能研究院，顺德528300）摘要：光伏发电系统的输出特性受诸多因素影响。本文以顺德中山大学太阳能研究院的6kWp示范电站以及固定式多角度光伏发电系统为对象，重点分析了太阳辐照度、组件安装倾角、阴影遮挡效应和PID现象等光伏阵列失配损失对光伏发电系统输出性能造成影响的原理及特性。关键词：光伏电站，输出性能，安装倾角、PIDTypicalFactorsofAffecting

2、theOutputCharacteristicsofPVSystems1,21221,2YunlinSun,RongrongChen,Siming,Chen,MiaoWu,HuiShen*(SchoolofPhysicsandEngineering,SunYat-SenUniversity,Guangzhou,China;ShunDeSYSUInstituteforSolarEnergy,Shunde,China)Abstract:TheoutputCharacteristicsofphotovoltaicsystemsareaffectedbydifferentfactors.Inth

3、ispaper,a6kWpexemplaryPVsystemandastationarymulti-anglePVsystemofShunDeSYSUInstituteforSolarEnergyareinvestigated,aimingtoanalyzetheeffectsofsolarirradiation,installationangleofcomponents,partialshadingtoPVsystemsandPIDphenomenon,whoseprinciplesandcharacteristicsinfluencetheperformanceofPVsystems

4、.KeyWords：PVsystem,characteristics,installationangle,PID一、引言[1]目前，全国各地已建成很多光伏发电系统，根据统计数据，2012年新增大型并网光伏电站容量为1,868.6MWp，截至2012年底全国累计建成的大型并网光伏电站总容量达4,193.6MWp。然而从实际检测及监测结果显示，建成的光伏发电系统在真正运行时的输出性能与在设计中的预期输出有较大差距，主要归咎于光伏系统在实际运行中受到了诸多因素的影响。因此，分析影响光伏发电系统输出性能的因素可以为电站日常运行维护提供参考，进而实现光伏发电系统尽可作者信息：孙韵琳（1984-），

5、男，博士研究生，从事光伏发电技术应用与研究。通讯作者：沈辉（1956-），男，博士，教授，从事太阳能材料及光伏发电技术应用研究。Email:shenhui1956@163.com能发挥最大作用，提高电站收益。在光伏电站设计、施工和运行等环节中均会产生影响系统输出特性的因素，本文以顺德中山大学太阳能研究院的6kWp示范电站以及固定式多角度光伏发电系统为对象，重点分析了太阳辐照度、组件安装倾角、阴影遮挡效应和PID现象等光伏阵列失配损失对光伏发电系统输出性能造成影响的原理及特性。二、影响光伏发电系统输出性能的因素分析2.1太阳辐照度的影响由于太阳电池光生电流大小与太阳辐照度大致呈线性变化趋势

6、，因而使光伏[2]发电系统直流输出功率也呈现相应的线性变化。此处根据顺德中山大学太阳能研究院6kWp示范电站（只考察其中4kWp使用组串逆变器的部分阵列）的太阳辐照度和电站运行数据，研究太阳辐照度对光伏发电系统的输出性能的影响。输出功率kW43.532.521.510.50系统输出功率太阳辐照度（W）图1使用组串逆变器4kWp光伏阵列输出功率随辐照度变化曲线效率（%）97.797.697.597.497.397.297.19796.9020040060080010001200太阳辐照度（W）逆变器效率图2逆变器效率随辐照度变化曲线图1为系统输出功率随太阳辐照度的变化曲线，图线显示系统的输

7、出功率与太阳辐照度呈大致的指数上升趋势，即说明太阳辐照度的变化并不单单影响光伏组件的直流输出。为此，我们同时研究了不同辐照度情形下逆变器的效率变化曲线，如图2所示。由图2可知，不同太阳辐照度下逆变器的转换效率并不相同，随着辐照度的上升呈现出先上升后趋于平稳的变化趋势，这一影响使太阳辐照度对光伏阵列输出的影响呈现出类似指数型的变化趋势。2.2组件安装倾角的影响在并网光伏电站设计中，通常使用根据NASA数据库的气象数据计算当地最佳倾角的