光伏电站发电能力提升分析
摘 要：我国的光伏产业起步较早，自2009年国家推出“金太阳”计划及首座10MW商业应用光伏电站在云南省石林县投产发电以来已有13个年头。目前我国光伏产业已处于成熟期；对于一些投产时间较早的一些光伏电站来说，目前电站都存在发电能力降低的问题。导致电站发电能力降低的原因多样，电站的发电能力降低随之带来的就是经济收益降低，因此本文主要对影响光伏电站发电能力的原因进行分析，以及提出对应的解决方法。
关键词：光伏；发电能力提升；效率
1、组件影响
1.1组件效率衰减的影响
提到组件效率衰减就要说要电势诱导衰减这个概念，组件的封装材料和其上下表面材料以及电池片与其金属接地边框之间在高电压的作用下出现离子迁移，便会造成组件性能衰减。除了电势诱导造成的组件效率衰减以外还有组件自身的自然效率衰减。目前行业标准为首年不超过2%，2年功率衰减不超过2.45%，5年功率衰减不超过3.8%，10年功率衰减不超过6.05
%，25年功率衰减不超过12.8%。因此当组件效率衰减超过对应目标值时我们便判断为该组件为异常状态。
从技术监督的监督来说，组件效率的衰减测试周期为每年一次。
对于衰减效率不合格的组件，场站需要及时的更换和修复。若是对不合格的光伏组件进行更换，则需更换为规格、参数一致的同型号组件，否则将会产生木桶效应导致串联电流失配的现象，导致发电能力的降低。若是对光伏组件电势诱导进行修复，可参考GB/T 36567-2018中具体的修复条件及修复方法。
1.2灰尘损失的影响
以新疆地区为例，一些大中型光伏电站选址区域靠近荒漠戈壁。受周边自然环境的影响，一些地区浮尘和沙尘天气较多。当组件表面脏污或有尘土时，会导致光线投射率减小，影响光伏组件的辐照量，从而直接影响发电量。
如何判定场站的组件脏污程度，脏污程度是否影响到场站的整体发电量，可通过对标来进行分析。例如根据场站实际情况，选取两个具有代表性的方阵，要求两个方阵的容量、参
数和型号一致。分别对两个方阵命名为清洁方阵和不清洁方阵。对清洁方阵定期（如每3天/5天/7天）进行一次固定的清洗。每晚对两个方阵发电量进行对比，当发电量产生较大偏差且达到规定值时，则判断场站组件脏污，需对全站组件进行清洗。规定值由每次全站清洗投入的费用以及增发电量部分的收益计算得出。
对于荒漠地区的一些光伏电站来说，灰尘遮挡带来的发电量影响比重很大，所以对于这些光伏电站，场站需要制定符合自身场站特的组件清洗方式，如何能够高效经济的对全站进行一次清洗对场站全年的发电量提升十分重要。除此以外，根据电站实际情况，可考虑采用增透、防尘高分子膜或涂料，减少灰尘遮挡对光伏组件的出力影响，减少人力成本，延缓组件材料老化，增加透光率。
1.3温度损失的影响
不同型号的光伏组件有着不同的温度系数，这也是评判一个组件质量的标准之一。随着组件温度升高，组件的开路电压会减少，大约每升高1℃组件电压减小150mV。通常晶硅组件温度每升高1℃，功率下降0.4% ~ 0.5%。
我们往往会有一个误区，夏季的时候光伏场站发电量高，应该是太阳光越大越好，天气越热发电量越高，其实这是错误的。组件温度与发电效率的关系图如图1所示：
图1 组件温度与发电效率的关系
影响夏季发电量大的因素很多，如日常时间长，夏季风沙小，辐照度大这些都是夏季发电量高的因素之一，但绝不是阳光越大温度越高发电量越大。电器原件在高温的作用下都会出现不同程度影响和损耗。
大中型光伏电站受朝南最佳倾角的理论影响，组件的通风散热做的都比较好。温度损失影响主要集中在一些屋顶分布式光伏。在设计安装之初就需要充分考虑到组件散热问题，避
免组件与屋顶地面的距离间隙太小导致组件散热不佳从而影响发电能力。
1.4组件内部缺陷影响
光伏发电组件在运行的过程中不可避免的会出现一些明显的缺陷，如MC4插头烧毁，组件玻璃板碎裂，组件背板鼓包等。这些缺陷场站的运维人员比较容易发现和及时处理。除此之外组件还有存在一些内部缺陷，平时巡检时无法察觉也同样影响的发电量。组件内部受产品自身质量的影响或是在安装、运输、使用过程中会产生一些用肉眼不可见但使用其他技术可以使其显现的缺陷。常见的此类缺陷有隐裂、亮片、暗片、黑斑、断栅等。
运行中可以通过对比来发现这些缺陷，当一支路电流值与同一汇流箱中其他支路电流值偏差率超过5%时、同条件下某汇流箱发电量小于同一逆变器其他汇流箱15%时，则可以判定为故障情况。当正常巡检无法发现明显缺陷时便可以借助EL检测（电致发光成像）来查问题原因，由组件内部故障（隐裂）导致的组件失配和效率减少带来的损失电量值约为1%~3%。到故障组件进行更换。
1.5组件热斑影响
热斑是指光伏组件中部分电池因自身原因或被周围其他物体所遮挡造成局部阴影，被遮挡部分电池产生过热的现象。热斑这一现象在日常的巡检中也不易被发现，需要在辐照度高于600W/m²的情况下使用红外热成像仪进行查看。当同一光伏组件不同区域外表正上方温差超过20℃的地方成为热斑。
热斑会导致一个或一组电池的特性与整体不谐调，失谐的电池不仅对组件输出没有贡献，同时还会消耗其他电池产生的能量，使组件局部过热，严重影响组件性能和使用寿命。同时组件的热斑是一个很大的安全隐患，它可能会导致组件短路、燃烧从而诱发火灾。
导致组件热斑的 实际案例有很多，例如鸟粪、树枝、输电线路的杆塔、以及组件自身原因等，不允许由组件自身原因产生热斑。场站在使用红外热成像仪进行巡检时对发现热斑的组件及时记录并更换。根据电站实际情况，可考虑购置红外无人机，定期对站内光伏组件进行红外热分析，及时排查隐患，保障电站安全经济运行。
1.
交直流线损影响
直流线损中影响较大的区域集中在汇流箱。汇流箱将多个小电流光伏阵列直流输出汇集成一路或多路大电流直流输出，在此过程中无法避免的会电缆的电阻损耗和接触电阻损耗。电站可利用红外成像仪，每季度进行一次直流柜接线端子、汇流箱内开关温度测量工作，通过测温，掌握发热情况（夏季每月一次），及时处理接线松动等问题。通过及时紧固螺丝，杜绝虚接发热带来的损耗。
交流线损主要指箱变—升压站—电网的传输损失。减少交直流线损的方法便是在设计安装之初合理的布置规划，尽可能地减少电缆的使用。
1.
逆变器影响
逆变器的选型应符合GB 50797的相关要求。在运行中可以通过以下几个方面来优化逆变器的运行以提高逆变器运行的安全性和经济性。
3.1定期检查逆变器室内问题，特别是夏天，逆变器室内环境温度不宜超过40℃，通风口有异物堵塞时及时清理。
当逆变器是环境温度过高时，应考虑逆变器室内通风是否正常，如有异常应及时处理。若因自然环境所致室内环境温度过高，应考虑通过空调定时制冷来解决。