摘要：伴隨著能源危機和環境惡化問題的日益加重，科技工作者進一步加大對新能源的開發和利用。太陽能光伏發電作為新型清潔能源的主力軍，在實際生產生活中得到了廣泛的應用。然而，光伏發電效率偏低，成為制約光伏發電發展的瓶頸。因此，對提光伏發電效率的研究具有十分重要的意義和價值。

關鍵詞：光伏發電；發電效率；太陽能電站；分布式光伏；

隨著科技的進步和人類社會的發展，巨大的能源消耗和由此引發的環境污染給人類生產生活帶來了很大的威脅。為此，科研人員開始投身到了新能源的開發和利用當中，以緩解世界能源危機。太陽能作為常見的綠色清潔能源，得到了進一步挖掘。光伏發電也體現了可持續發展理念，成為世界新能源產業中較為重要的一員。然而，當前太陽能電池板由于自身材料和外界條件等因素的制約，發電效率并不。加大對光伏發電效率影響因素和應對策略的研究，將對整個光伏產業的發展起到積極的作用。

1、光伏發電系統原理

光伏發電技術是指一種將太陽光的輻射能直接轉化為電能的發電技術。它主要應用的是半導體PN結的光生伏特原理，光伏電池在受到太陽光照射時，內部電子發生定向移動，產生電流，供負載使用或存儲起來。光伏發電系統一般由太陽能電池組件、控制器、蓄電池、逆變器等部分組成。太陽能電池組件是光伏發電系統的核心部分，在受到一定的輻射強度下，將太陽能以直流形式轉換為電能。當發電量大于負載需求時，通過控制器對蓄電池進行充電；當發電量不足時，太陽能電池和蓄電池同時對負載供電，以滿足需求；當負載為交流設備時，增加逆變裝置，將直流電變換為交流電，供負載使用。

2、光伏發電效率的影響因素

光伏發電效率指光伏組件輸出電能占輸入太陽光輻射能的百分比，效率越，太陽能利用率越大。影響光伏發電效率的因素有很多，主要包括以下幾個方面。

2.1環境因素

環境因素主要包括輻射強度大小及溫度變化對光伏發電效率的影響。其中輻射強度主要取決于地理位置、海拔度、大氣環境、氣候條件等因素。一般緯度越低，其太陽度角就越大，太陽輻射強度越強，反之太陽度角越小，太陽輻射強度就越弱；海拔度越時，空氣就越稀薄，大氣中的水汽和塵埃的含量也越少，太陽輻射強度越大；大氣環境也在一定程度上影響太陽輻射強度，在晴朗無云的天氣，大氣透明度，到達地面的太陽輻射能量就多，反之灰塵、積雪、云層等陰影的遮擋，也會使太陽能電池板接收到的輻射大打折扣。

日照時數和溫度也是影響光伏發電效率的重要因素。通常日照時間長，太陽能電池板相對獲得的太陽總輻射量就多；只有在適當的溫度下，發電效率才能達到較佳狀態。

2.2自身因素

太陽能光伏組件的特性和品質取決于其太陽能電池的材料，不同的材質及制造工藝直接影響著太陽能光伏組件的光致衰減時間和光電轉換效率；對于交流負載而言，逆變器的性能對太陽能光伏發電效率有著重要影響；大功率點跟蹤可以提光伏發電效率。

2.3人為因素

光伏組件接收的輻射總量由天空散射量和地面反射量共同組成，所以要想提光伏發電效率須尋找到較佳傾斜角度進行安裝；在光伏組件連接過程中，由于組件間的電流（電壓）差異造成電流（電壓）的損失，即組件的不匹配，也是影響發電效率的因素；設計施工過程不合理，維護清潔不及時等，也會在一定程度上降低光伏發電效率。

3、提光伏發電效率的策略

（1）首先，科學選址，合理布局是進行太陽能光伏發電的前提；其次，選用轉換效率，品質穩定，技術成熟的太陽能光伏組件和性能較好的逆變設備，可以大幅度提光伏發電效率；選用合適的跟蹤方式，增加垂直照射時長，從而爭取吸收大輻射量；為了減少溫對光伏發電的負面影響，適當加裝降溫裝置；進行科學設計，合理施工，針對不同情況制定運維方案（如：通風、除塵等），在一定程度上也可以提升光伏發電效率。

（2）管理模式。對于光伏項目的施工項目，在管理方面，應依照信息化與扁平化這兩方面的原則，應進行總公司以及子項目兩種結構的不同設置。這樣的一種模式可以使上級的任務更快地得到落實，同時使現場信息更快地得到反饋，明確具體的任務分工情況，使中間階段產生的管理成本費用的降低。

（3）信息化建設。利用現代先進的信息技術不但可以使工作效率提，與此同時還可以及時得到生產運營的有關信息。以總公司作為中心部分，子項目看作點，利用現代信息網絡連接所有的子項目，使信息資源得到及時的共享，拉近空間以及地域的距離，同步管理人力資源及成本費用。以規范、固定的流程對公司的子項目所有業務進行管理，防止各子公司出現來自經營的相關風險。具體來說，應依照以下的信息系統進行布置。①辦公自動化系統（也就是常說的0A）。主要功能包括：進行郵件、通知、公文的收發，密切地溝通總公司與子項目與總公司間的信息；進行各種審批流程的辦理，使合同、成本費用的支付、決策的管理等過程進行管理，控制經營所帶來的風險；同時還可以進行企業文化的宣傳，為員工提供一個廣闊的平臺，實現全員管理。②信息管理系統（也就是MIS）。這個系統的功能主要包括有：記錄值班的具體情況、對缺陷進行管理、記錄檢修的具體情況、設備臺賬、管理相關的物料管理等，實現信息化的辦公，可以進行便捷歷史數據的有關查詢。

4、安科瑞分布式光伏運維云平臺介紹

4.1概述

AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺通過監測光伏站點的逆變器設備，氣象設備以及攝像頭設備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點。主要功能包括：站點監測，逆變器監測，發電統計，逆變器一次圖，操作日志，告警信息，環境監測，設備檔案，運維管理，角色管理。用戶可通過WEB端以及APP端訪問平臺，及時掌握光伏發電效率和發電收益。

4.2應用場所

目前我國的兩種分布式應用場景分別是：廣大農村屋頂的戶用光伏和工商業企業屋頂光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發展迅速。

4.3系統結構

在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計量儀表，通過網關將采集的數據上傳至服務器，并將數據進行集中存儲管理。用戶可以通過PC訪問平臺，及時獲取分布式光伏電站的運行情況以及各逆變器運行狀況。平臺整體結構如圖所示。

4.4系統功能

AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺軟件采用B/S架構，任何具備權限的用戶都可以通過WEB瀏覽器根據權限范圍監視分布在區域內各建筑的光伏電站的運行狀態（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態、發電功率曲線、是否并網、當前發電量、總發電量等信息）。

4.4.1光伏發電

4.4.1.1綜合看板

●顯示所有光伏電站的數量，裝機容量，實時發電功率。

●累計日、月、年發電量及發電收益。

●累計社會效益。

●柱狀圖展示月發電量

4.4.1.2電站狀態

●電站狀態展示當前光伏電站發電功率，補貼電價，峰值功率等基本參數。

●統計當前光伏電站的日、月、年發電量及發電收益。

●攝像頭實時監測現場環境，并且接入輻照度、溫濕度、風速等環境參數。

●顯示當前光伏電站逆變器接入數量及基本參數。

4.4.1.3逆變器狀態

●逆變器基本參數顯示。

●日、月、年發電量及發電收益顯示。

●通過曲線圖顯示逆變器功率、環境輻照度曲線。

●直流側電壓電流查詢。

●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數查詢。

4.4.1.4電站發電統計

●展示所選電站的時、日、月、年發電量統計報表。

4.4.1.5逆變器發電統計

●展示所選逆變器的時、日、月、年發電量統計報表

4.4.1.6配電圖

●實時展示逆變器交、直流側的數據。

●展示當前逆變器接入組件數量。

●展示當前輻照度、溫濕度、風速等環境參數。

●展示逆變器型號及廠商。

4.4.1.7逆變器曲線分析

●展示交、直流側電壓、功率、輻照度、溫度曲線。

4.4.2事件記錄

●操作日志：用戶登錄情況查詢。

●短信日志：查詢短信推送時間、內容、發送結果、回復等。

●平臺運行日志：查看儀表、網關離線狀況。

●報警信息：將報警分進行分級處理，記錄報警內容，發生時間以及確認狀態。

4.4.3運行環境

●視頻監控：通過安裝在現場的視頻攝像頭，可以實時監視光伏站運行情況。對于有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及云臺控制功能。

4.5系統硬件配置

4.5.1交流220V并網

交流220V并網的光伏發電系統多用于居民屋頂光伏發電，裝機功率在8kW左右。

5、結語

太陽能作為一種清潔的可再生能源，近年得到了持續開發及推廣，特別是我國的光伏產業已走上了快速發展的道路。本文對影響光伏發電效率的因素進行了分析，并對提光伏發電效率的策略進行了概括論述。相信在科技不斷推動下，太陽能利用的廣度和深度一定能夠得到進一步提，光伏產業在未來定會大有可為。

參考文獻

【1】徐國江.淺談光伏發電運維及影響發電因素[J].綜述論壇，2021年第3期

【2】李元．影響太陽能光伏電站系統效率的主要因素分析[J].應用能源技術，2018.11（251）.1:34-38

【3】安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版

作者簡介：

翟雪玲，女，本科，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事智能電網供配電相關的研究和應用。