光伏电站平均发电量到底怎么算才靠谱?

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光伏电站在做前期可行性研究的过程中,需要对拟建光伏电站的发电量做理论上的预测,以此来计算投资收益率,进而决定项目是否值得建设。一般而言,每个有经验的光伏人心里都有一个简便的估算方法,可以得出和计算值相差不多的数据,那么本次总结列举光伏电站的平均发电量计算/估算的方法,通过案例分析各方法的差异,方便读者选择最合适的计算方法。


一、计算方法


(一)国家规范规定的计算方法


根据最新的《光伏发电站设计规范 GB50797-2012》第6.6条:发电量计算中规定:


1、光伏发电站发电量预测应根据站址所在地的太阳能资源情况,并考虑光伏发电站系统设计、光伏方阵布置和环境条件等各种因素后计算确定。


2、光伏发电站年平均发电量Ep计算如下:Ep=HA×PAZ×K。


式中:
HA——为水平面太阳能年总辐照量(kW·h/m2);
Ep——为上网发电量(kW·h);
PAZ ——系统安装容量(kW);
K ——为综合效率系数。


综合效率系数K是考虑了各种因素影响后的修正系数,其中包括:


1)光伏组件类型修正系数;
2)光伏方阵的倾角、方位角修正系数;
3)光伏发电系统可用率;
4)光照利用率;
5)逆变器效率;
6)集电线路、升压变压器损耗;
7)光伏组件表面污染修正系数;
8)光伏组件转换效率修正系数。


这种计算方法是最全面一种,但是对于综合效率系数的把握,对非资深光伏从业人员来讲,是一个考验,总的来讲,K2的取值在75%-85%之间,视情况而定。


(二)组件面积——辐射量计算方法


光伏发电站上网电量Ep计算如下:Ep=HA×S×K1×K2。


式中:
HA——为倾斜面太阳能总辐照量(kW·h/m2);
S——为组件面积总和(m2)
K1 ——组件转换效率;
K2 ——为系统综合效率。


综合效率系数K2是考虑了各种因素影响后的修正系数,其中包括:


1) 厂用电、线损等能量折减
交直流配电房和输电线路损失约占总发电量的3%,相应折减修正系数取为97%。


2) 逆变器折减
逆变器效率为95%~98%。


3) 工作温度损耗折减
光伏电池的效率会随着其工作时的温度变化而变化。当它们的温度升高时,光伏组件发电效率会呈降低趋势。一般而言,工作温度损耗平均值为在2.5%左右。


4)其他因素折减


除上述各因素外,影响光伏电站发电量的还包括不可利用的太阳辐射损失和最大功率点跟踪精度影响折减、以及电网吸纳等其他不确定因素,相应的折减修正系数取为95%。


这种计算方法是第一种方法的变化公式,适用于倾角安装的项目,只要得到倾斜面辐照度(或根据水平辐照度进行换算:倾斜面辐照度=水平面辐照度/cosα),就可以计算出较准确的数据。


(三)标准日照小时数——安装容量计算方法


光伏发电站上网电量Ep计算如下:Ep=H×P×K1。


式中:
P——为系统安装容量(kW);
H——为当地标准日照小时数(h);
K1 ——为系统综合效率(取值75%~85%)。


这种计算方法也是第一种方法的变化公式,简单方便,可以计算每日平均发电量,非常实用。


(四)经验系数法


光伏发电站年均发电量Ep计算如下:Ep=P×K1。


式中:
P——为系统安装容量(kW);
K1 ——为经验系数(取值根据当地日照情况,一般取值0.9~1.8)。


这种计算方法是根据当地光伏项目实际运营经验总结而来,是估算年均发电量最快捷的方法。


二、案例分析


以山东省某地的1MWp屋顶项目为例。项目使用250W组件4000块,组件尺寸1640*992mm,采用10KV电压等级并网。当地水平太阳辐射量为5199 MJ·m-2,系统效率按80%计算。


那么四种计算方法最终结果如下表:

通过上述计算可以发现,标准法和标准日照小时法的得数是相同的,因为标准日照小时数的概念是这样定义的:辐照总量折算成在1000W/㎡的辐照下折算出的小时数,在数值上等于单位转换后的辐照量值。一般情况下,现场估算都是采用经验系数法,组织书面材料时,采用其他三种方法都可以。

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