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摘 要：本文以太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣效率為研究對象，將電氣效率分為直流效率、逆變器效率和系統(tǒng)總效率。為了研究使用微逆變器的光伏發(fā)電系統(tǒng)與使用組串式逆變器的發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)電氣效率，搭建了一個4kWp的光伏發(fā)電系統(tǒng)，并使用室外太陽能測試設(shè)備采集數(shù)據(jù)。分別在正常工作狀態(tài)和光伏陣列有部分遮擋時，對組串型光伏發(fā)電系統(tǒng)和交流組件型光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣效率進(jìn)行測量和比較分析。實驗結(jié)果表明：在光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用微逆變器可解決組件失配造成功率損失的問題，同時也增加最大功率跟蹤的準(zhǔn)確度，提高直流效率；在正常工作狀態(tài)下，組串式光伏發(fā)電系統(tǒng)的組件失配損失只有3%左右，系統(tǒng)的總電氣效率主要取決于逆變器的效率，但在光伏陣列有部分遮擋時，組件失配損失在10%以上，這時使用微逆變器可明顯提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣效率。

關(guān)鍵詞：直流效率；微逆變器；光伏發(fā)電系統(tǒng)；交流組件型

引言

在現(xiàn)階段，按太陽能光伏方陣與逆變器的連接方式不同，太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)可分為三種典型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：集中型、組串型和交流組件型；按組件類型不同可分為單晶硅太陽電池光伏發(fā)電系統(tǒng)、多晶硅太陽電池光伏發(fā)電系統(tǒng)和薄膜光伏發(fā)電系統(tǒng)等等。太陽電池陣列的輸出性能并不是陣列中各個組件輸出性能的簡單疊加，陣列中各個組件相互影響組成一個整體，所以需要使用直流效率的概念來反映太陽電池陣列的整體性能；在各種不同類型和結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏陣列的輸出性能有很大差異，為方便比較也需要使用直流效率這個概念。直流效率概念的提出有利于研究各個因素對光伏發(fā)電系統(tǒng)性能的影響，優(yōu)化光伏發(fā)電系統(tǒng)提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能。

國內(nèi)外都有很多人在研究光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能，他們都先采集光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括：太陽輻照度、環(huán)境溫度、組件溫度、光伏陣列輸出電流和電壓、系統(tǒng)輸出電流和電壓。數(shù)據(jù)的采集時間都在一年以上，然后再根據(jù)數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)的性能參數(shù)。由于采集的時間長，所以數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度難以保證，并且這些數(shù)據(jù)與電站的管理和維護(hù)有關(guān)，不只反映系統(tǒng)的性能，這些數(shù)據(jù)都是用逆變器自帶的采集系統(tǒng)采集的，數(shù)據(jù)的精確度也難保證。

為了測量系統(tǒng)的電氣效率，并比較微型逆變器發(fā)電系統(tǒng)和傳統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)電氣效率的差異，我們搭建了一個6kWp的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中有4kWp光伏發(fā)電系統(tǒng)使用4臺SMA公司生產(chǎn)的SB1200逆變器，另外2kWp使用10臺英偉力公司生產(chǎn)的MC250微型逆變器，并使用室外太陽能光伏電氣效率測試儀來采集數(shù)據(jù)，通過實驗現(xiàn)場測試了組串型光伏發(fā)電系統(tǒng)和交流組件型光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流效率和系統(tǒng)效率。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中使用微逆變器可解決組件失配造成功率損失的問題，同時也增加最大功率跟蹤的準(zhǔn)確度，提高直流效率。光伏陣列的直流效率是光伏陣列高效運行以及經(jīng)濟(jì)效益回收的重要指標(biāo)，通過光伏陣列直流效率測試可以檢測系統(tǒng)設(shè)計是否合理，電氣設(shè)備選型是否匹配等系統(tǒng)的重要信息。

1影響發(fā)電量的因素

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽電池組件、逆變器、配電設(shè)備組成。太陽電池組件能吸收太陽能輸出直流電，逆變器使直流電轉(zhuǎn)換成能供用電器使用的交流電。光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率主要與以下因素有關(guān)：

1、 氣象因素，包括太陽輻照度、環(huán)境溫度和風(fēng)速等。太陽輻照總量直接影響發(fā)電量，不同傾角和方位角放置的光伏組件接收的輻照量不一樣，所以對于固定式光伏發(fā)電系統(tǒng)，光伏陣列的傾角和方位角也影響發(fā)電量。

2、 光伏陣列的光電轉(zhuǎn)換效率；晶體硅光伏組件的轉(zhuǎn)換效率為14%，但光伏陣列的轉(zhuǎn)換效率小于組件的轉(zhuǎn)換效率，這是因為光伏陣列由光伏組件串聯(lián)和并聯(lián)組成，由于各個組件實際輸出的參數(shù)不匹配造成了能量損失，而且在不同太陽輻照度和環(huán)境溫度下組件的轉(zhuǎn)換效率也不同。

3、 逆變器的性能。逆變器的性能主要包括逆變器的啟動電壓和功率，逆變器的轉(zhuǎn)換效率。逆變器的轉(zhuǎn)換效率與逆變器的輸入電壓和功率有關(guān)。

4、 其他因素。設(shè)備故障、灰塵遮擋、電纜損耗等。