芒果体育科普 光伏发电出力最大不是在夏季？

2023-03-30 05:31:10

　　芒果体育今天来说一个冷知识话题：光伏发电出力最大不是在夏季。“哈？不应该是夏季吗？”在讨论这个话题之前，咱们首先得厘清两个概念：出力最大和发电量最多。

　　出力更多，指的是光伏发电的功率，即：某一时刻某一区域的光伏能够发电的最大功率，单位是千瓦。

　　发电量最多，指的是光伏生产出的电量，即：某一段时间内某一区域的光伏发出来的电量，单位是千瓦时。

　　一个是瞬时功率，一个是时段发电量。转换成专业语境，今天我们要讨论的是：为什么光伏发电的瞬时功率不是夏季最大？下面进入正题。光伏发电主要依靠太阳能，在传统认知中，阳光越好，发电越猛，以此推算，一年中发电能力最强的不就是夏季吗？别急，我们用数据来说话。

　　以杭州市临平区为例，2022年6月-9月，光伏发电量分别为2274万千瓦时、2094万千瓦时、2383万千瓦时、2736万千瓦时。同年，2月-5月的光伏发电量分别784万千瓦时、926万千瓦时、1632万千瓦时、1585万千瓦时。

　　同样以杭州市临平区为例，2022年6月-9月，光伏最大出力分别为3.363万千瓦、3.297万千瓦、2.619万千瓦和2.502万千瓦，而2月-5月光伏最大出力分别为3.474万千瓦、3.159万千瓦、3.099万千瓦、3.527万千瓦。

　　根据业内人士介绍：一般情况下，临平区阳光月总辐射量最高的是7月、8月；光伏月满发小时数最高的是7月、8月，其次是5月、9月。

　　如果说临平作为一个县域经济体，其样本量有限，那么放眼浙江全域呢？答案是：这个规律依然成立。数据显示：2022年6-8月，浙江光伏最大出力分别为1134万千瓦、1158万千瓦、1205万千瓦，而3-5月光伏最大出力分别为1182万千瓦、1229万千瓦、1193万千瓦，春季浙江光伏出力能力依然超过夏季。

　　夏季虽然阳光充足，但过高的温度对光伏组件来说，却并非好事，会导致光伏组件功率折损。一般而言，光伏组件正常工作时，电池片的标准工作温度是25℃，这是光伏发电的最适宜温度，也就是在这个温度下，光伏的发电效率最高。在大于25℃的工作条件下，温度每升高一度，组件的输出功率会相应衰减。

　　在光伏组件标签上，一般能看到3个温度系数：开路电压、峰值功率、短路电流。其中光伏组件的峰值温度系数大概在-0.38～0.44%/℃之间。

　　近年来，杭州市临平区积极推进整区光伏建设，在不同应用场景中应用了不同种类光伏组件，也给我们提供了有趣的实验样本。杭州西奥电梯有限公司屋顶6兆瓦光伏项目｜谢枫 摄工作人员选取了临平余之城的钙钛矿光伏、杭州三中新型建材有限公司N型单晶硅光伏、鲜丰水果仓储基地的P型单晶组件三种不同的光伏电池做样本。根据测试数据表明，当温度变化范围在-3.15～66.85 ℃时，P型单晶硅太阳电池、N型单晶硅太阳电池、钙钛矿光伏电池的转换效率温度变化率分别为-0.35%/℃、-0.29%/℃和-0.001%/℃。

　　2022年夏季，在气温高达39℃时，工作人员监测到，当时鲜丰水果仓储基地的屋顶光伏组件的背板温度则达到65℃。按照组件-0.35%/℃转换效率温度变化率为例，计算得出此时的光伏峰值功率衰减高达14%。光伏衰减率=（实际温度-标准温度）*峰值功率温度系数

　　不单单是光伏组件功率折损，高温还会影响逆变器的使用寿命。逆变器内部的电子元件，工作时本身会产生热量，外界温度升高加剧影响逆变器各主要部件性能。温度过高的情况下，逆变器将停止工作。因此，为了防止温度过高引起逆变器宕机，逆变器须安放在阴凉处，避免太阳直射。综合以上因素，夏季高温会影响组件和逆变器工作效率，再加上高发的故障率，也会影响光伏整体出力，因此夏季并不是光伏发电出力最强的时间。

　　当然，即使不是在夏季，光伏发电最大出力那也不会是“大约在冬季”。那么同样存在着持续性25℃的光伏最适宜温度的秋季，晴空无云的日子比春季更多，那为什么出力能力最强的季节不是秋季呢？这是因为秋季也存在着很多制约因素：

　　1.天气干燥，空气中灰尘较多，经过一个夏季的不间断发电，光伏板上会落下许多尘土，影响了光照进而影响了出力能力；

　　2. 在江浙地区，秋季是台风高发时节，台风带来连续性的强降雨也影响光伏发电；

　　3. 在北方地区，秋季雾霾阴霾天气较多，北方多发的沙尘暴，都会影响光伏电站发电量。

　　另外大家近年来有没有一种错觉——浙江地区的“秋天”总是那么短暂。其实这不是错觉，根据“中国天气”的统计，从20世纪90年代至今，全国大城市中，宁波从20世纪90年代至今秋季缩短12天，银川、杭州、长沙也变少了7天至9天。（数据来源：都市快报）持续的高温天气，再加上急转直下的寒流，挤压着气象学意义上的秋天不断“缩水”，这也一定程度上造成浙江地区的光伏秋季出力不及春季。当然春季、秋季光伏发电出力孰高孰低，也不是绝对的，也有例外的情况。根据数据显示：2022年3月-5月，浙江光伏最大出力分别为1182万千瓦、1229万千瓦、1193万千瓦，而9月-11月，光伏最大出力为1341万千瓦、1375万千瓦、1157万千瓦。这是因为2022年秋季，浙江温度整体偏高，光照条件比较好。而3-5月受到阴雨影响，光照明显不足，导致光伏最大出力也受到影响。因此，2022年当年秋季的最大出力能力是超过春季的。实际上，我们再把视角扩大到全国其他地方，特别是光伏产业发展较好的青海地区， 2021年6月9日，青海新能源最大出力达到994万千瓦，超过历史峰值，在经过整个夏天的相对平稳后，同年11月16日、17日，连续超过两日突破1000万千瓦，创历史新高，再一次佐证了，春秋季，才是光伏出力的高峰。天气影响是不可抗力因素，那么在有限的条件下，如何尽可能地发挥光伏的最大效率呢？答案很简单，就是定期清洗光伏组件。

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