之前，曾經寫過兩篇新技術探討的文章：《光伏發電量提高100%也許不是天方夜譚！》、《光伏組件：逆變器=1：1？你OUT了！從改變設備配比提高項目收益》。

前一篇，是根據興悅能（北京）能源科技有限公司的李穆然總工程師的一項專利技術，通過對支架的簡單改造和增加反射板，使光伏組件的接受的輻射量增加一倍，出力也增加一倍。

后一篇，是結合工作中的一個技改方案，認為我們常用的光伏組件：逆變器=1：1可能不是最經濟的配比方案。

針對這兩篇新技術探討，很多人給了我回復。其中，大家疑問最多的就是：無論是第一種增加反射量還是第二種提高光伏組件配比，其結果都是光伏組件的輸出功率會超出逆變器功率，逆變器能承受的住嗎？會不會被燒毀？

針對這一問題，我與多位專家進行了探討，說一下結果。

一、計算的前提條件

為了說明問題，做這樣一個假設。

假設1：光伏組件功率P1、逆變器功率P0；.

假設2：基礎方案：P1：P0=1:1，P1=P0

方案一：增加反射板后，假設光伏組件的輸出功率變成原來的二倍，則P2：P0=2:1，P2=2P0

方案二：光伏組件與逆變器按1.2:1的比例進行安裝，則P3：P0=1.2:1，P3=1.2P0

二、太陽能資源條件的影響

下圖為從青海省某地的2011年太陽能資源觀測數據篩選出的，分別為當年的總輻射最大日、年平均值、冬至日的逐時輻照強度。



圖1 青海某地某年不同日的太陽能輻照強度

從上圖可以看出，

在總輻射最大日，只有總輻射最大日正午的4個小時內，輻照強度是900W/m2以上；

全年平均來看，全天的總輻射量均在750W/m2以內；

冬至日時，一天的輻照度均在500W/m2以下。

當然，由于上述的觀測數據是水平面的數據；當采用固定傾角時，光伏組件上接受的輻射量會大于上述水平面數據。因此，做了一個傾斜面上的輻照強度計算，結果如下表。



說明：k為在最佳傾角時，當月平均的“傾斜面上輻射量與水平面上輻射量的比值”。

三、綜合系統效率的影響

根據國家可再生能源信息中心的統計，光伏電站的綜合系統效率如下圖所示。


圖2 光伏電站系統效率統計

由上圖可見，項目的綜合系統效率最高值為89%。而系統效率的損失，主要是在逆變器之前的環節造成的，逆變器之后，只有一個逆變器效率損失、箱變轉換損失和交流線損，如下圖。

因此，在逆變器之前，各項效率損失應該在8%以上，即逆變器之前部分的系統效率在92%以下。

表2 各項效率損失標準



四、光伏電站實際輸出功率

只有在輻照強度是1000W/m2時，光伏組件的出力才是標稱功率，輻照度降低，輸出功率也會降低。下圖為某組件的I-V曲線。



圖3 光伏組件的I-V曲線

P=IU。從IV曲線可以看出，當輻照度在400W/m2以上時，輸出功率與輻照度基本是成正比的。因此，逆變器實際輸入功率Pa與標稱功率P1之比，即為“傾斜面上的實際輻照度Fa：1000 W/m2”

根據前文的假設，光伏組件標稱功率：

基礎方案為P1，方案一（增加反射板）為P2，方案二（增加光伏組件）為P3。

方案一：逆變器實際輸入功率Pa=（Fa：1000）*P1*η

設η=92%，P1=2P0，當Fa=543W/m2時，Pa= P0

即，當輻照度Fa≤543 W/m2時，就不會產生棄光；

方案二：逆變器實際輸入功率Pa=（Fa：1000）*P2*η

設η=92%，P1=1.2P0，當Fa=905W/m2時，Pa= P0

即，當輻照度Fa≤905 W/m2時，就不會產生棄光。

從表1可以看出，只有輻射量最大日的2個小時略大于905 W/m2。可見，如果采用“光伏組件：逆變器=1.2:1”的配比，只有夏天中午較短的時間內會產生棄光，其他的時間，輸入逆變器的功率均低于其標稱功率。

而如果采用“增加反射板”的方案，除冬季外，其他大部分時間，輸入逆變器的功率均高于其標稱功率。因此，應采取提高光伏組件傾角的方式，降低夏季的出力，提高冬季的出力。

五、小結

總的來看：

如果采用“光伏組件：逆變器=1.2:1”的配比方式，只有夏季中午的2個小時會產生小量的棄光，大多數時間，輸入的功率都低于逆變器的標稱功率。

如果采用“增加反射板”的方案，光伏組件的功率提高一倍，大部分時間，輸入的功率都高于逆變器的標稱功率。因此，要增大光伏組件的傾角，降低夏季的出力，提高冬季的出力。

通過咨詢逆變器方面的專家，可以對逆變器的MPPT跟蹤進行設置。當輸入功率大于標稱功率時，不采用MPPT跟蹤，逆變器不會燒毀。