屋顶光伏电站年发电量计算

  摘要:准确的发电量预测,不仅可以成为光伏电站系统设计的依据,更能给项目经济分析提供必要的数据支持。本文对MW级光伏并网电站发电量的计算方法进行了研究,通过一个相对简单的案例,阐述了发电量的计算方法。

  项目概述:项目场址位于深圳市某工业园区,项目总装机容量1MW,采用50台20KW不带隔离变压器的逆变器。光伏并网发电系统的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列,太阳能电池阵列输入光伏方阵初级防雷汇流箱后,经光伏并网逆变器和交流低压配电柜接入内部电网。

一、MW屋顶光伏电站所需电池板面积

  一块190W的单晶电池板面积1.58*0.808=1.27664㎡,1MW需要1000000/190=5263.2块电池,电池板总面积1.6368*5263.2=8614.8㎡

  一块230W的多晶电池板面积1.65*0.992=1.6368㎡,1MW需要1000000/230=4347.83块电池,电池板总面积1.6368*4347.83=7116.53㎡

二、年平均太阳辐射总量计算(太阳能资源)

  太阳能电池板铺设斜度等于当地纬度,则电池板斜面上的太阳总辐射月平均日辐照量H最理想,以深圳市为例:

  由于太阳能电池组件铺设斜度正好与当地纬度相同,所以在计算辐照量时可以直接采用表中所列数据(2月份以28天记)。

  年平均太阳辐射总量=Σ(月平均日辐照量×当月天数)

  结算结果为5555.339 MJ/m²。

三、理论年发电量

  理论年发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转换效率

  单晶发电量=5555.339*8614.8*15%

  =7178720.2MJ=7178720.2*0.28 KWH=2010041.7KWH

  =201万度

  多晶发电量=5555.339*7116.53*14.5%

  =5732536.8MJ=5732536.8*0.28KWH=1605110.3KWH

  =160.5万度

四、系统实际发电效率

  系统效率主要考虑的因素有:灰尘、雨水遮挡引起的太阳能电池板效率降低、温度引起的效率降低、组件串联不匹配产生的效率降低、逆变器的功率损耗、直流交流部分线缆功率损耗、变压器功率损耗等等。

  光伏阵列效率η1:指光伏阵列在1000W/m2的太阳辐射强度下,实际的直流输出功率与标称功率之比。光伏阵列在能量转换和传输过程中的损失包括:组件匹配损失、表面尘埃遮挡损失、不可利用太阳辐射损失、温度的影响、最大功率点跟踪(MPPT)精度以及直流线路损失等。根据经验数据:光伏组件表面灰尘的累积,会影响辐射到电池板表面的太阳辐射强度,同样会影响太阳电池板的输出功率,此因素会对光伏组件的输出产生不高于6%的影响,在分析太阳电池板输出功率时要考虑到0.94的影响效率系数。由于太阳辐射的不均匀性,光伏组件的输出几乎不可能同时达到最大功率输出,因此光伏阵列的输出功率要低于各个组件的标称功率之和;另外,还有光伏组件的不匹配性和板间连线损失等,这些因素影响太阳电池板输出功率的效率系数按0.95计算。另外,随着光伏组件温度的升高,其输出的功率也会下降。对于晶体硅组件,其温度影响系数-0.38%/K。除去以上损失,光伏阵列效率η1 = 85%。

  逆变器转换效率η2:指的是逆变器输出的交流电功率与直流输出功率之比。 对于高效并网逆变器可取η2 = 98%。

  交流并网效率η3:即从逆变器输出至低压电网的传输效率,交流并网效率根据以往经验取η3 = 95%。

  所以实际发电效率为η1*η2*η3=0.85*0.98*0.95=79.13%。

五、系统实际年发电量=理论年发电量*实际发电效率

  单晶:=201*79.13%=159.05万度

  多晶:=160.5*79.13%=126.61万度