光伏发电出力具有非常典型的晴空出力特征,其日变化的特点主要由光伏电站所在纬度的太阳高度角的日内变化所决定。
1.组件温度的影响
根据《光伏器件第1部分:光伏电流—电压特性的测量》(GB/T 6495.1—2006)和《地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型》(GB/T 18911—2002/IEC 61646:2008)测试标准,太阳能电池转化效率的测试条件一般特指1000W/m2、AM1.5、25℃条件下的电池输出能力。
自然条件下,照射太阳能电池板的入射短波辐射始终存在变化,电池板的组件温度也由于所处地域的自然条件而发生变化,由此衍生出晴空出力的“双峰”等特殊的出力形态。
晴空条件下,临近午间时刻地表入射短波辐射稳步增加,出力增大。同时,地表环境温度升高,可造成光伏组件温度显著高于实验室的标定值,进而导致光伏电站输出在光照条件充沛时无法达到额定满发值,甚至低于较低辐射通量条件下的输出值。
如图2-23所示为温度对光伏发电典型出力的影响。当日11:30至16:00间,电站出力呈现“鞍”形特点,其原因即在于午间环境温度和太阳短波辐射的增强,使得光伏组件温度显著偏高,造成太阳辐射能的利用效率降低。此外,当大气层结稳定时,上述现象则可能由于近地面层温度等气象要素的变化速率缓慢而持续较长时间。
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图2-23 温度对光伏发电典型出力的影响
2.出力特征
目前,主流光伏电池的吸收波长介于400~1100nm范围内,大致与太阳短波辐射的可见光波段相符。晴空条件下的出力日变化的峰值受纬度、高度角、方位角等因素影响。
在光伏电站运行状态及组件温度无显著波动的前提下,光伏发电的晴空出力形态呈现相对平滑的抛物形,晴空条件下光伏发电出力变化如图2-24所示。
图2-24 晴空条件下光伏发电出力变化
此外,光伏发电也受日照时数、日照强度的季节变化影响,具体表现为电站出力的起止时间和峰值的季节性变化。其中,冬半年的日照时间较短,地表入射短波辐射较夏季低,因此晴空条件下的光伏出力曲线呈整体减弱的态势。
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