光伏電站設備損耗解讀

目前，我國光伏產業(yè)已進入規(guī)?；l(fā)展階段，越來越多的光伏電站進入長達25年的運營期。運營期間發(fā)電水平是影響電站經濟效益的關鍵因素，因此如何保障光伏電站高效發(fā)電成為運營商面臨的首要問題。而解決該問題前，首先需進行光伏電站設備損耗分析，明白電站損耗發(fā)生在哪里。

以光伏方陣吸收損耗和逆變器損耗為主的電站損耗

光伏電站出力除受資源因素影響外，還受電站生產運行設備損耗的影響，電站設備損耗越大，發(fā)電量越小。光伏電站設備損耗主要包括四類：光伏方陣吸收損耗、逆變器損耗、集電線路及箱變損耗、升壓站損耗等。

（1）光伏方陣吸收損耗是從光伏方陣經過匯流箱到逆變器直流輸入端之間的電量損耗，包括光伏組件設備故障損耗、遮擋損耗、角度損耗、直流電纜損耗以及匯流箱支路損耗；

（2）逆變器損耗是指逆變器直流轉交流所引起的電量損耗，包括逆變器轉換效率損耗和MPPT最大功率跟蹤能力損耗；

（3）集電線路及箱變損耗是從逆變器交流輸入端經過箱變到各支路電表之間的電量損耗，包括逆變器出線損耗、箱變變換損耗和廠內線路損耗；

（4）升壓站損耗是從各支路電表經過升壓站到關口表之間的損耗，包括主變損耗、站用變損耗、母線損耗及其他站內線路損耗。

經過對綜合效率在65%~75%、裝機容量分別為20MW、30MW和50MW的三個光伏電站10月份數(shù)據進行分析，結果顯示光伏方陣吸收損耗和逆變器損耗是影響電站出力的主要因素，其中光伏方陣吸收損耗最大，占比約20~30%，逆變器損耗次之，約占2~4%，而集電線路及箱變損耗和升壓站損耗相對較小，總共約占2%左右。

進一步分析上述30MW的光伏電站，其建設投資約4億元左右，該電站在10月份損耗電量為274.66萬kW?h，占理論發(fā)電量的34.8%，如果按一度電1.0元計算，10月份共損失411.99萬元，對電站經濟效益影響巨大。

如何降低光伏電站損耗，提高發(fā)電量

光伏電站設備的四類損耗中，集電線路及箱變損耗和升壓站損耗通常與設備自身性能關系密切，損耗比較穩(wěn)定。但如果設備發(fā)生故障，將會引起較大的電量損失，因此要保證其正常穩(wěn)定運行。而對于光伏方陣和逆變器，可以通過前期施工和后期運維盡量減少損耗，具體分析如下。

（1）光伏組件和匯流箱設備故障損耗

光伏電站設備很多，上述示例中的30MW光伏電站有420臺匯流箱，每個匯流箱下有16條支路（共6720條支路），每條支路有20塊電池板（共134400塊電池板），設備總量巨大。而數(shù)量越多，設備發(fā)生故障的頻率就越高，產生的電量損失也越大。常見的問題主要有光伏組件燒毀、接線盒起火、電池板碎裂、引線虛焊，匯流箱支路故障等，為了降低這部分的損耗，一方面要加強竣工驗收力度，通過有效的驗收手段保障電站設備與是從質量，包括出廠設備質量、設備安裝、排布達到設計標準，電站施工質量等；另一方面要提升電站智能化運行水平，通過智能化輔助手段進行運行數(shù)據分析，及時找出故障源，進行點對點的故障排查，提升運維人員的工作效率，降低電站損耗。

（2）遮擋損耗

由于光伏組件安裝角度、排布方式等因素影響，導致部分光伏組件被遮擋，影響光伏陣列的功率輸出，導致電量損失。因此，在電站設計施工過程中，要避免光伏組件處于陰影中，同時為了降低熱斑現(xiàn)象對光伏組件的損壞，應加裝適量旁路二極管將電池組串分為若干部分，使得電池串電壓和電流按比例損失，減少損失電量。（組件邊框泥帶也會造成嚴重遮擋，?? 排水除泥 小創(chuàng)意可解決邊框積灰大問題。）

（3）角度損耗

光伏陣列的傾角根據目的不同在10°～90°范圍內變化，通常選擇所處的緯度。角度選擇一方面影響太陽輻射強度，另一方面由于塵埃、積雪等因素影響光伏組件發(fā)電量，例如角度設定45°以上時，能夠使20～750px厚的積雪靠自重滑落，較少因積雪遮擋造成的電量損失。同時，可通過智能化輔助手段控制光伏組件角度，以適應季節(jié)、天氣等變化，最大限度提升電站發(fā)電量。

（4）逆變器損耗

逆變器損耗主要體現(xiàn)在兩方面，一是逆變器轉化效率引起的損耗，二是逆變器的MPPT最大功率跟蹤能力引起的損耗。這兩方面都是由逆變器自身性能決定，通過后期運維降低逆變器損失的效益較小，因此鎖定電站建設初期的設備選型，通過選擇性能較優(yōu)的逆變器降低損耗。后期運維階段，可通過智能化手段采集逆變器運行數(shù)據并進行分析，為新建電站的設備選型提供決策支持。

通過以上分析可知，損耗將造成光伏電站的巨大損失，應首先通過降低重點區(qū)域損耗提高電站的綜合效率。一方面通過有效的驗收工具保證電站的設備及施工質量；另一方面在電站運維過程中，要借助智能化輔助手段，提升電站的生產運行水平，提高發(fā)電量。