2023年11月17日

彩钢瓦屋顶南坡和北坡光伏系统效率PR一样吗

作者 admin

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每个光伏系统设计师都会定期设计一个彩钢瓦屋顶的分布式光伏电站。 要计算光伏电站的理论发电量,必然会用到光伏系统的效率PR(性能比)。 但屋顶光伏电站往往采用PR理论值。 那么,彩钢瓦南坡和北坡的光伏系统效率PR值会一样吗?

大多数工程师的第一反应并不相同。 有人给出的理由是:光利用率不一样,电压、电流也不一样; 有人说:因为南北坡光伏阵列输出电流不同,线损也不一样; 有的朋友说:温度不一样,功率也不一样。 这三种观点可以用一句话来概括:由于南北坡的阳光利用率和温度不同,光伏阵列的输出功率、电压和电流不同,因此线损也不同。 还有光伏工程师的第一反应是,南北坡光伏系统的效率是一样的。 与大多数工程师给出的南北坡差异的原因相比,说PR相同可能是错误的。

如果光伏系统效率不同,有什么区别? 接下来,利用PVsyst软件分析南坡和北坡光伏阵列的系统效率差异。

项目地点选定在江苏省南京市和山东省聊城市。 对两个地点进行分析,在PVsyst软件系统中搭建500kW光伏系统(该系统由阳光电源500kW集中式逆变器和90串22块晶澳太阳能280Wp光伏组件组成),搭建工业厂房彩钢瓦屋顶模型靠近遮阳,在屋顶铺设500KW光伏组件。 在工业厂房模型的长、宽、屋顶角度的设定过程中,以及光伏组件的倾斜角度和排列设计过程中,应将两者结合起来,避免两者发生冲突,设计时调整不便。 例如,本项目案例设计中,设计光伏方阵时,光伏方阵为垂直双排,前后方阵中心距为4米,光伏组件倾斜角度为5度,光伏阵列南北坡度为5度。 屋顶的角度(屋顶倾斜角度)一致为5度。 (补充说明:横向坡度就是横向坡度/坡度,在软件中定义为南北坡度,设置为5度;注意另外一项,基线坡度,是基线坡度/坡度,定义为软件中称为东西向坡度(这里的坡度均表示为坡度与水平面的夹角)。 一排光伏方阵的支架单元设计为垂直双排10块组件,共220块组件。 阵列的宽度和长度可以通过模块设置:2个垂直模块x 110个水平模块,形成3.34mX111.21m的阵列尺寸。 建筑参数设定为南北宽100米,东西长130米,屋顶角度为5度。 其他参数可以默认。 在详细损失模块中,第一个选项卡热参数中,散热模型选择半集成,后面有风道,因为彩钢瓦上的光伏组件是平放在上面的,是半封闭的通风散热耗散型。

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图1 光伏阵列建模

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图2 工业厂房彩钢瓦屋顶造型

光伏方阵单体模型和工业厂房单体模型建好后,可以调整两者之间的相对问题,将光伏组件平铺在彩钢瓦屋顶上,然后进行模拟。 接下来,将光伏阵列的方位角从0度更改为180度,将光伏组件朝向北方,调整光伏阵列与工业厂房的相对位置,将组件平放在屋顶上,然后进行模拟。

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图3 彩钢瓦屋顶光伏方阵建模

将两次模拟的结果进行对比分析,从年度损失图可以看出(Report文件中最后一张全年损失图):

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注:由于建模过程比较简单,很多损耗项(如元件质量损耗、交直流部分电缆压降损耗)都是默认且相同的,没有区分,所以不予考虑。 还有一些损失项目(灰尘、雨水造成的效率降低、变压器效率损失、停运故障等)没有设定。 表中PR值较大,仅用于对比差异分析。

通过比较表中的差异项可以看出,南坡和北坡对光伏阵列的影响最大。 显示差异),IAM因子,温度影响,其次是弱光损失略有影响。 由于北坡的光伏组件朝北,因此接收到的辐射量比南坡少很多也不难理解。 阳光照射在光伏组件表面,光线的入射角较大,IAM因子也不利; 在弱光效应方面,由于弱光本身对发电的贡献不大,而且弱光的辐射占总辐射的比例很小。 因此,弱光损失对南坡和北坡光伏系统效率PR影响不大。 相比之下,气温损失项则有利于北坡。 由于光伏组件的功率输出和开路电压温度系数随着温度的升高而降低,因此低温有利于提高光伏系统的效率。 北坡和南坡与南坡相比,有温度较低的优势。 但各种损耗对整体PR的影响很小,仅为0.1%,北坡光伏系统的PR效率略低。

进一步考虑现实中光伏电站的积雪、灰尘堆积情况。 积雪与季节有关。 由于我国地处北半球,冬季季风从西北吹来,北坡容易积雪。 其次,白天,南坡面向太阳,受到阳光的照射,南坡的积雪很容易提前融化。 雪慢慢融化。 正常情况下,光伏电站的南侧或北侧没有施工或其他易扬尘的情况。 应该说,南侧或北侧的光伏组件表面情况基本相同。 从季节来看,冬季空气干燥,空气中灰尘较多。 冬季刮西北风,北坡易积尘。 因此,在冬季有降雪的城市,可以认为北坡因积雪、积灰而产生的PR效率低于南坡。 小的。

由以上分析可以得出,彩钢瓦北坡光伏系统效率PR值低于南坡,但北坡与南坡PR值之差为非常小,可以忽略不计。