不同太阳能光伏发电系统发电性能的对比研究

不同太阳能光伏发电系统发电性能的对比研究

颜立帆

（广东电网有限责任公司中山供电局广东省528400）

摘要：在现代科学技术的支撑下，越来越多的新能源能够被人们有效利用，太阳能光伏发电自应用以来，有效缓解了我国部分地区的电能紧张问题，并且对于环境保护和发展低碳经济也起到了积极的促进作用。本文对相同条件下不同组件构成的太阳能光伏发电系统电能产值进行分析对比，并提出相应的应用建议。

关键词：环境问题；日照时间；种类划分；电能产量

引言：当前形势下我国环境问题较为严峻，社会发展过程中能源能源消耗不断增加，为切实响应国家提出的低碳经济和可持续发展理念，相关部门也在积极寻求有效的能源替代方式，现阶段来说，太阳能发电技术相对成熟，在我国各个地区被广泛应用，现代科学技术的支撑下，太阳能发电种类不断增多，其光伏发电性能也有所区别，本文对2.0MW并网光伏发电技术进行数据分析，探究其光伏发电性能。

一、太阳能光伏发电系统的种类划分

太阳能发电是通过光能转换系统将太阳能转换为电能的方式。其发电过程为当太阳光照射在电池片上，产生相应的光生伏特作用，通过太阳能发电设备进行能量转换，以满足工业生产或是人们的日常用电需求。光伏发电系统的种类较多，通过输电模式进行划分，可以分为并网光伏发电系统和离网光伏发电系统；；依据应用的分布情况可分为集中式光伏发电系统和分布式光伏发电系统；依据光伏组件类型的不同，还可以分为晶硅光伏发电系统、薄膜光伏发电系统和聚光光伏发电系统等；依据光伏支架追光的形式不同，还可以分为固定式光伏发电系统和跟踪式光伏发电系统。

二、不同太阳能光伏发电系统数据对比

1、相同条件下不同太阳能光伏发电系统的选择

本文选择日照时间较长的干旱地区光伏发电系统作为分析目标，通过数据采集对其发电性能进行分析。所设立的光伏发电系统样本包括：晶硅光伏发电系统、薄膜光伏发电系统和聚光光伏发电系统，以便更好的对比相同条件下各自的发电性能。在参考相关文献后发现，光伏支架会对发电性能产生影响，因此，本文设计了几种不同的光伏发电支架进行研究。在研究过程中部分光伏组件进行固定支架进行安装，其余组件以其他四中不同支架进行安装，对于市场上使用较为广泛的多晶硅组件进行发电性能测试，其组件安装数据如图1所示。

数据来源：此资讯系转载自北极星电力网合作媒体

图1：组件安装数据

2、不同太阳能光伏发电系统受日照时间影响的差别

图2和图3分别是采取不同支架后所采集的发电量效果对比，对图2图3进行分析后可以得知，在测试的过程中，日照时间相同状况下，不同太阳能光伏发电系统的电能有所不同，固定支架的发电系统会由于日照影响发电性能产生较大差别，跟踪式发电系统在早九点至晚五点期间电能产量相对稳定，可以得知，光照效果对于固定式发电系统的电能产量影响稍大，跟踪式光伏发电系统能够根据日照位置的不同自动加强接受日照时间，能够在相同条件下产生跟更多的电能，双轴跟踪式太阳能发电系统的采光效果较好，所产生电能也就较多，固定式太阳能发电系统由于接受日照时间有限，因此，发电量相对较低。但对其实际应用进行分析，如果双轴跟踪式太阳能发电设备在我国新疆内蒙等地区进行使用的话，由于风沙较多，其运行效果很难保障，需要进行经常性维护，但维护成本较高，通过分析笔者认为，对于一些戈壁地区，单轴跟踪式太阳能发电系统具有更好的应用优势，受风沙影响较小，并且发电量相对于固定式太阳能发电系统来说电能产量要超出百分之二十以上，与双轴式跟踪太阳能发电系统的发电量相比，进低于百分之二左右，根据长期使用获取的经济效益分析，单轴式追踪发电系统更加适合戈壁地区的应用。

3、不同光伏组件对太阳能发电系统电能产量的对比分析

结合图2-图4进行分析可知，在戈壁地区的并网光伏发电系统中，非晶薄膜的电能产量和多晶硅电能产量大致相同，在9、10月份日照时间较长时发电量甚至高于晶硅光伏组件，对几种光伏组件发电效果进行分析后发现，高倍聚光在相同条件下电能产量最低。

图4：几种光伏发电系统全年发电量对比曲线

4、不同光伏组件太阳能发电系统应用的优势和不足分析

本文所选择的不同光伏组件太阳能发电系统中主要由三种材料构成：多晶硅组件、非晶薄膜组件、高倍聚光组件，笔者结合测试数据对其优势和不足进行分析。

多晶硅组件：

该组件的优势是在相同单位面积下能够产生最多的电能，与其他几种组件发电系统相比，建设需求用地面积较小，相关的基础设施完善设备造价相对较低，便于运输，安装操作环节较为便捷。该组件的不足是使用过程中会发生热板效应，该效应会引发连锁反应，对整个发电系统造成严重的损伤，并且由于温度系数较大，电能产生量受温度影响较大。

非晶薄膜组件：

在本次探究过程中非晶薄膜组件发电系统发电性能较好，原因是非晶薄膜组件的温度系数相对较低，在较差的日照条件下也能够产生较多的电能。其不足是单位面积发电量相对较低，并且对于基础设施建设需求较高，安装和运输都存在一定的困难，对于交通不便利地区难以广泛普及。

高倍聚光组件：

高倍聚光组件在实验室的理想条件下发电性能较为优越，但在户外实际发电环境中性能较差，其主要原因可能是设计问题，但高倍聚光组件对于日照精度需求较高，在实际应用过程中维护较为复杂，设备制作成本过高，并且实际应用发电性能难以保障。

结语：本文通过对集中不同材料的光伏组件发电系统进行测试分析，得出最终实验结论，认为非晶薄膜组件更加适用于偏远地区的太阳能发电系统的建设，该组件的电能产量较高，造价较低，对于经济欠发达地区来说具有良好的优势。

参考文献：

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