太陽能電池板與PCS的輸出容量為何存在差異？

要穩(wěn)定運(yùn)營百萬瓦(MW)級(jí)光伏發(fā)電業(yè)務(wù)并提高盈利能力，發(fā)電運(yùn)營商必須具備電氣設(shè)備知識(shí)，構(gòu)建并運(yùn)營適合的光伏發(fā)電系統(tǒng)。日本最大的MW級(jí)光伏逆變器(PCS)廠商?hào)|芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)(TMEIC)的技術(shù)人員、同時(shí)也是“百萬光伏商務(wù)網(wǎng)”顧問的伊丹卓夫，將通過本連載解答光伏電站的一些基本技術(shù)問題。

太陽能電池板的額定輸出功率是指，在日照強(qiáng)度為1kW/m2、太陽光到達(dá)地面之前通過的大氣大氣質(zhì)量(AirMass)為1.5、太陽能電池板內(nèi)的發(fā)電元件——太陽能電池單元的溫度為25℃的條件下，太陽能電池板的輸出功率。

但在日本的氣候環(huán)境下，日照強(qiáng)度達(dá)到1kW/m2是一個(gè)一年內(nèi)可能只有數(shù)小時(shí)的罕見條件。日本的光伏發(fā)電情況是，一年的絕大部分時(shí)間都在低于這一數(shù)值的日照強(qiáng)度下發(fā)電。日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)的《標(biāo)準(zhǔn)氣象與日照數(shù)據(jù)(METPV-3)》顯示，在東京，日照出現(xiàn)率低于30%的時(shí)段約占六成。

作者根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)氣象與日照數(shù)據(jù)(METPV-3)》繪制

而且，正如上篇文章中介紹的那樣，從太陽能電池板到電力系統(tǒng)接入點(diǎn)，光伏電力會(huì)損失約20%。

由于上述兩個(gè)原因，盡量用滿逆變器(PCS)的額定輸出功率，是使MW級(jí)光伏電站的售電量達(dá)到最大、從而提高盈利能力的有效設(shè)計(jì)方法之一。

也就是說，可以對(duì)到達(dá)電網(wǎng)接入點(diǎn)之前損失的約20%電力，以及日照較少的時(shí)段降低的發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，并通過配置額定輸出功率高于PCS額定輸出功率的太陽能電池板來實(shí)現(xiàn)最大售電量。這就是有些電站的太陽能電池板與PCS的輸出容量存在差別的原因。

據(jù)NEDO的《大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)導(dǎo)入指南及輔助工具》(Step-PV)介紹，在日本，大致上要將太陽能電池板的容量增至PCS容量的1.3倍，才能使太陽能電池板的工作輸出功率接近PCS的額輸出功率。

根據(jù)晴天時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，通過模擬來設(shè)定太陽能電池板容量的增加部分，然后計(jì)算出增加的發(fā)電量

1.3倍這一數(shù)值是根據(jù)讓PCS在盡量多的時(shí)間內(nèi)以接近于額定水平的輸出功率工作的平衡機(jī)制得出的，但因?yàn)樘柲茈姵匕宓目傮w發(fā)電量高于PCS的額定輸出功率，所以可使無法銷售的電力減少到最小限度。

日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布的資料稱，從盈利能力方面考慮，將這一數(shù)值提高到1.4倍比較理想。這時(shí)，盡管太陽能電池板的發(fā)電量超過PCS額定輸出功率的時(shí)段增加，但因?yàn)槠渌麜r(shí)段的發(fā)電量增加，所以可以增加售電量。

比較售電量的增加部分與太陽能電池板的導(dǎo)入成本增加部分可以發(fā)現(xiàn)，還是售電量的增加可為提高盈利能力帶來的效果更大，可以充分收回投資額的增加部分。當(dāng)然，這種平衡機(jī)制也會(huì)隨著太陽能電池板的價(jià)格和每度電的收購價(jià)格而改變。

另外，盡量讓PCS的工作輸出功率接近于額定水平還有另一個(gè)原因。雖然各廠商的產(chǎn)品有所不同，但總的來說，讓PCS以接近于額定水平的輸出功率工作，可提高PCS的轉(zhuǎn)換效率。