探究光伏電池及光伏發(fā)電功率影響因素

郝洪榮

摘要：分析了影響光電效率的因素，有針對(duì)性地應(yīng)用相關(guān)策略可以有效提高光電效率，從而為新能源技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展提供實(shí)質(zhì)性支持，通過(guò)改善現(xiàn)有熱能生產(chǎn)的不足和不足，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有效實(shí)施。本文將簡(jiǎn)要分析影響光電效率的因素，探討提高光電效率的策略，為相關(guān)方提供有價(jià)值的信息。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電;發(fā)電效率;影響因素;對(duì)策

由于太陽(yáng)能本身用之不竭，其使用成本也較低，對(duì)自然環(huán)境的影響較小。因此，作為一種免費(fèi)、經(jīng)濟(jì)的可再生能源，它不僅在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，太陽(yáng)能光伏發(fā)電也取得了顯著的成效。光電制造是將光電能直接轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)，光伏對(duì)半導(dǎo)體界面的影響是太陽(yáng)能等新能源的重要應(yīng)用形式。然而，光電效率取決于一系列因素。如果不能有效控制，這將不可避免地發(fā)生，當(dāng)它不足以滿足實(shí)際需要時(shí)，也將影響電力使用的穩(wěn)定性甚至安全性。因此，為了提高發(fā)電效率，需要考慮影響光電效率的因素的合理策略。

1.影響光伏發(fā)電效率的因素

如果沒(méi)有先進(jìn)的系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，在現(xiàn)階段就不可能將太陽(yáng)能光伏技術(shù)作為一種有前途的新能源技術(shù)?？刂乒怆娤到y(tǒng)通常用于并聯(lián)光電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，也用于太陽(yáng)能電池組件、放電調(diào)節(jié)器等設(shè)備。

1.1太陽(yáng)輻射量的影響

輻射越大，生產(chǎn)效率越高，反之亦然。太陽(yáng)輻射還受到太陽(yáng)高度角、緯度、高度、大氣透明度等因素的影響。太陽(yáng)高度的角度越大，輻射就越大。在相同條件下，緯度越高，太陽(yáng)高度角越小，輻射越低。此外，緯度與太陽(yáng)輻射小時(shí)數(shù)直接相關(guān)。緯度越高，太陽(yáng)輻射小時(shí)數(shù)越少，相應(yīng)的太陽(yáng)輻射量越小。大氣層的透明度越高，到達(dá)地球的太陽(yáng)輻射就越大，輻射也就越大。此外，海拔越高，太陽(yáng)輻射越大。

1.2太陽(yáng)能光伏設(shè)備的影響

太陽(yáng)能光伏組件的質(zhì)量影響光伏系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換系數(shù)，而太陽(yáng)能電池中使用的材料是影響組件質(zhì)量的重要原因。目前常用的太陽(yáng)能電池有硅、多元、聚合物、納米晶等。目前最常見(jiàn)的硅太陽(yáng)能電池主要有單晶硅和多晶硅，前者轉(zhuǎn)換率較高，但成本較高，后者成本較低[1]。

1.3施工設(shè)計(jì)及質(zhì)量的影響

在太陽(yáng)能光伏發(fā)電的建設(shè)中，不同的建筑結(jié)構(gòu)和質(zhì)量往往導(dǎo)致不同的光伏能效。首先，不同光電站的方位角會(huì)導(dǎo)致不同方向的陽(yáng)光，從而影響發(fā)電能力。值得注意的是，在不同的時(shí)間和氣候條件下，最大能耗往往對(duì)應(yīng)不同的方向。其次，太陽(yáng)能電池板的傾角直接影響太陽(yáng)高度角的大小和發(fā)電效率。此外，在太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠的運(yùn)行過(guò)程中，由于單位電流水平的不匹配和傳輸過(guò)程中的線路損耗，可能會(huì)出現(xiàn)組合損耗，這些損耗越大，光電效率越低。

1.4最大功率峰值的影響

當(dāng)逆變器在最大功率水平下運(yùn)行時(shí)，必須達(dá)到最大光電效應(yīng)。然而，它可以根據(jù)太陽(yáng)輻射、溫度等的變化而變化。這意味著當(dāng)逆變器處于恒定的工作狀態(tài)時(shí)，它無(wú)法保持峰值功率，發(fā)電機(jī)的功率也會(huì)發(fā)生變化。

1.5環(huán)境因素的影響

在正常生產(chǎn)操作中，太陽(yáng)能電池板受到一些環(huán)境因素的影響，如如何減少植被覆蓋引起的電流;灰塵等固體顆?？拷姵乇砻?，導(dǎo)致太陽(yáng)輻射和模塊輸出功率降低;夏季炎熱天氣影響轉(zhuǎn)化效率等。

2.提升光伏發(fā)電的策略

2.1合理設(shè)計(jì)施工，保障施工質(zhì)量

光伏電站的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量對(duì)發(fā)電效率有很大影響，因此，有必要合理規(guī)劃施工，確保施工質(zhì)量。首先，必須進(jìn)行仔細(xì)的微觀選址，以便在低維地理位置、高海拔和高大氣透明度的地方建設(shè)發(fā)電廠，以最大限度地提高發(fā)電效率。其次，根據(jù)選址和微觀選擇的實(shí)際情況，科學(xué)設(shè)計(jì)光電電站的方位角和太陽(yáng)能電池板陣列的傾角，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，最大限度地提高發(fā)電效率。然后在施工過(guò)程中，同一晶體管的元件應(yīng)按照設(shè)計(jì)方案組裝在同一電路或同一區(qū)域，不得與不同功率的元件混合，為了避免由于電流大小的差異而造成的大量功率損失，并確保有效的能量容量。此外，在進(jìn)行線路工程時(shí)，必須嚴(yán)格遵守電纜選擇和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，必須符合標(biāo)準(zhǔn)，施工過(guò)程中不得有材料更換和減少、電桿切割、電纜污染和設(shè)備接觸。最后，加強(qiáng)施工監(jiān)理，嚴(yán)格控制施工過(guò)程，施工結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保施工質(zhì)量，避免危及光伏電站的效率[2]。

2.2加大太陽(yáng)能電池研發(fā)力度，提高光電轉(zhuǎn)化率

雖然硅太陽(yáng)能電池的相關(guān)工藝相對(duì)成熟，具有電池性能穩(wěn)定、安全性高、壽命長(zhǎng)、光電轉(zhuǎn)換能力高達(dá)20%的特點(diǎn)，但對(duì)于光伏發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，有必要繼續(xù)提高光伏轉(zhuǎn)換的速度。此外，運(yùn)行中的其他太陽(yáng)能電池板，如不穩(wěn)定和嚴(yán)重削弱的太陽(yáng)能電池板，或多或少存在嚴(yán)重問(wèn)題，占地面積大;聚光跟蹤式電池害怕風(fēng)沙，難以散熱。因此，為了有效提高光電器件的能效，我們必須繼續(xù)開(kāi)發(fā)新的太陽(yáng)能電池材料，提高光轉(zhuǎn)換的速度。

2.3研究最大功率峰值跟蹤算法，維持最大發(fā)電功率

為了保持最大功率，必須確保逆變器在最大功率峰值模式下連續(xù)工作。最大功率峰值是不斷變化的，必須通過(guò)科學(xué)合理的工作方法對(duì)其進(jìn)行有效跟蹤。然而，最大功率的計(jì)算方法需要考慮各種參數(shù)和影響因素，如微分導(dǎo)納和寄生電容。結(jié)果的可靠性無(wú)法得到有效保證。此外，當(dāng)陽(yáng)光迅速變化時(shí)，手術(shù)結(jié)果的準(zhǔn)確性會(huì)大大降低。因此，有必要進(jìn)一步研究最大功率峰值指數(shù)跟蹤算法，使逆變器處于最佳工作狀態(tài)，以保持最大功率[2]。

2.4優(yōu)化光伏電池陣列，提高逆變功率

光伏陣列是不同的，而光伏發(fā)電效率也是不同的。因此，有必要不斷優(yōu)化光伏電池陣列，根據(jù)短路電流、開(kāi)路電壓、最大功率點(diǎn)電流、最大功率點(diǎn)電壓、最大功率點(diǎn)功率等參數(shù)，研究生產(chǎn)效率高的光伏電池陣列。此外，光伏陣列和逆變器之間的關(guān)系取決于電壓、電流和功率，因此在設(shè)計(jì)光伏陣列時(shí)必須確保最大串聯(lián)塊數(shù)不超過(guò)逆變器的最大允許電壓，輸出電壓不超過(guò)反向電流的最大允許電壓，因此，有必要在允許的電壓和電流范圍內(nèi)優(yōu)化光伏陣列的串聯(lián)元件數(shù)量，使陣列輸出接近逆變器的穩(wěn)定功率。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，由于太陽(yáng)能是一種更清潔、可再生的能源，它已經(jīng)得到了公眾的廣泛認(rèn)可，而且隨著未來(lái)技術(shù)的發(fā)展，它必將帶來(lái)更有效的開(kāi)發(fā)和更有利的效果。結(jié)合以上分析可知，影響光電效率的因素主要包括太陽(yáng)輻射、光電設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)和質(zhì)量、峰值功率、環(huán)境因素等。為了獲得最大的光電效率，必須合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，確保施工質(zhì)量，加強(qiáng)太陽(yáng)能電池的研發(fā)，研究最大功率跟蹤算法，優(yōu)化光電電池陣列，消除環(huán)境因素的影響，從各個(gè)方面推動(dòng)太陽(yáng)能光伏技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 唐敏. 光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率最優(yōu)化研究[D]. 青島大學(xué)， 2008.

[2] 何志鵬. 光伏電池及光伏發(fā)電功率影響因素分析[J]. 光源與照明， 2021（6）：2.