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關于分布式光伏運維平臺在提高光伏發電效率上的研究分析

文章更新時間：2023-09-11　點擊量：629

摘要：隨著能源危機和環境惡化問題的加劇，科技工作者進一步增加了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要力量，在現實生產和生活中得到了廣泛的應用。然而，光伏發電效率低下已成為制約光伏發電發展的瓶頸。因此，提高光伏發電效率的研究具有重要的意義和價值。

關鍵詞：光伏發電；發電效率；太陽能電站；分布式光伏；

隨著科學技術的進步和人類社會的發展，巨大的能源消耗和由此產生的環境污染對人類的生產和生活構成了巨大的威脅。為此，研究人員開始致力于新能源的開發和利用，以緩解世界能源危機。太陽能作為一種常見的綠色清潔能源，得到了進一步的挖掘。光伏發電也反映了可持續發展的概念，成為世界新能源產業的重要組成部分。然而，由于自身材料和外部條件的限制，太陽能電池板的發電效率并不高。加強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發揮積極作用。

1光伏發電系統原理

光伏發電技術是指將太陽輻射能直接轉化為電能的發電技術。主要應用半導體PN結的光生伏特原理。當光伏電池暴露在陽光下時，內部電子發生定向運動，產生電流供負載使用或儲存。光伏發電系統一般由太陽能電池組件、控制器、電池、逆變器等組成。太陽能電池組件是光伏發電系統的核心部件，在一定的輻射強度下，以直流的形式將太陽能轉化為電能。當發電量大于負載需求時，通過控制器充電電池；當發電量不足時，太陽能電池和電池同時供電負載以滿足需求；當負載作為交流設備時，增加逆變器，將直流電轉換為交流電，供負載使用。

2光伏發電效率的影響因素

光伏發電效率是指光伏組件輸出電能占輸入太陽輻射能的百分比。效率越高，太陽能利用率越高。影響光伏發電效率的因素很多，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和溫度變化對光伏發電效率的影響。輻射強度主要取決于地理位置、海拔、大氣環境、氣候條件等因素。一般緯度越低，太陽高度角越大，太陽輻射強度越強，反之，太陽高度角越小，太陽輻射強度越弱；海拔越高，空氣越薄，空氣中的水蒸氣和灰塵含量越少，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。在晴朗無云的天氣里，大氣透明度高，到達地面的太陽輻射能量更多。相反，灰塵、雪、云等陰影的遮擋也會大大降低太陽能電池板接收到的輻射。

日照時間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，太陽能電池板獲得的太陽總輻射較多；只有在適當的溫度下，發電效率才能達到更好的狀態。

2.2自身因素

太陽能光伏組件的特點和質量取決于太陽能電池的材料，不同的材料和制造工藝直接影響太陽能光伏組件的光衰減時間和光電轉換效率，逆變器的性能對太陽能光伏發電效率有重要影響，最大功率點跟蹤可提高光伏發電效率。

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組成，為了提高光伏發電效率，必須找到更好的傾斜角度安裝；在光伏組件連接過程中，電流（電壓）損失，即組件不匹配，也是影響發電效率的因素；設計施工過程不合理，維護不及時，也會在一定程度上降低光伏發電效率。

3提高光伏發電效率的策略

（1）首先，科學選址和合理布局是太陽能光伏發電的前提；其次，選擇轉換效率高、質量穩定、技術成熟的太陽能光伏組件和性能良好的逆變器設備，可大大提高光伏發電效率；選擇合適的跟蹤方法，增加垂直照射時間，努力吸收最大輻射；為減少高溫對光伏發電的負面影響，適當安裝冷卻裝置；科學設計，合理施工，根據不同情況（如通風、除塵等）制定運行維護方案，在一定程度上提高光伏發電效率。

（2）管理模式。對于光伏項目的建設項目，在管理方面，應按照信息化和扁平化的原則，對總公司和子項目的結構進行不同的設置。這種模式可以使上級任務更快地實施，同時使現場信息更快地反饋，明確具體的任務分工，降低中間階段產生的管理成本。

（3）信息化建設。利用現代先進的信息技術不僅可以提高工作效率，還可以及時獲取生產經營的相關信息。以總公司為中心部分，以子項目為點，利用現代信息網絡連接所有子項目，及時共享信息資源，縮短空間和區域距離，同時管理人力資源和成本。管理公司子項目的所有業務，以規范、固定的流程，防止各子公司的相關業務風險。具體來說，應根據以下信息系統進行布置。①辦公自動化系統(又稱0A)。主要功能包括:收發郵件、通知、公文，密切溝通總公司與子項目、總公司之間的信息；辦理各種審批流程，管理合同、成本支付、決策管理等流程，控制運營帶來的風險；同時，還可以宣傳企業文化，為員工提供廣闊的實現全員管理的平臺。②信息管理系統(即MIS)。該系統的功能主要包括：記錄值班的具體情況、缺陷管理、維護的具體情況、設備臺賬、管理相關材料管理等，實現信息辦公，方便歷史數據查詢。

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控光伏站點的逆變器設備、氣象設備和攝像頭設備，幫助用戶管理分散在各地的光伏站點。主要功能包括:站點監控、逆變器監控、發電統計、逆變器一次圖、操作日志、報警信息、環境監控、設備檔案、運維管理、角色管理。用戶可以通過WEB和APP訪問平臺及時掌握光伏發電的效率和收益。

4.2應用場所

目前，我國的兩種分布式應用場景是：農村屋頂的家庭光伏和工商企業的屋頂光伏。這兩種分布式光伏電站今年發展迅速。

4.3系統結構

在光伏變電站安裝逆變器和多功能電源計量儀器，通過網關將收集到的數據上傳到服務器，并集中存儲和管理數據。用戶可以通過PC訪問平臺及時獲取分布式光伏電站和各逆變器的運行情況。平臺的整體結構如圖所示。