光伏組件發(fā)電效率受哪些因素影響？
時(shí)間: 2025-06-10 點(diǎn)擊:
在全球積極推動(dòng)清潔能源發(fā)展的大背景下，光伏發(fā)電因其清潔， 可再生等優(yōu)勢，成為能源領(lǐng)域的焦點(diǎn)。而光伏組件作為光伏發(fā)電系統的核心部件，其發(fā)電效率直接關(guān)系到整個(gè)系統的性能和效益。那么，光伏組件發(fā)電效率受哪些因素影響呢？ 下面將從多個(gè)方面進(jìn)行剖析。
1. 自然因素影響顯著(zhù)?
光照強度起決定性作用?
光照強度無(wú)疑是影響光伏組件發(fā)電效率的重要自然因素。從原理上講，光伏組件是基于半導體PN結的光生伏特效應工作的，光照越強，能夠激發(fā)產(chǎn)生的電子-空穴對就越多，因此形成的電流也就越大，發(fā)電量自然也就越高哪些城市發(fā)電效果。從原理上講，光伏組件是基于半導體PN結的光生伏特效應工作的，光照越來(lái)越強，能夠激發(fā)產(chǎn)生的電子 - 空穴對就越多，從而形成的電流也就越大，發(fā)電量自然越高。西北等地，由于天多、日照時(shí)間長(cháng)、太陽(yáng)輻射強度大，光伏電站發(fā)電效率明顯高于其他地區。據數據顯示，相同規格和數量的光伏組件，發(fā)電量可比光照較弱地區高出 30% - 50%。在建設光伏電站時(shí)，優(yōu)先選擇光照資源豐富的地區，是提高發(fā)電效率的重要前提條件。
氣候條件復雜多變?
氣候條件在光伏組件發(fā)電效率影響方面是多方面的。陰雨天氣時(shí)，云層對太陽(yáng)光有強烈的散射與吸收作用，達到地面的太陽(yáng)輻射強度大幅減弱，光伏組件發(fā)電量將會(huì )顯著(zhù)降低。有研究表明，陰天時(shí)的光伏組件發(fā)電效率僅為晴天時(shí)的10% - 30%。霧霾天氣同樣不可小覷，霧霾中的顆粒物會(huì )散射和阻擋太陽(yáng)光，使光伏組件接收到的有效光照減少，發(fā)電效率也下降。
溫度對光伏組件發(fā)電效率也有很明顯的影響。通常情況下，隨著(zhù)溫度升高，光伏組件的轉換效率會(huì )減小。這是由于溫度升高會(huì )導致半導體材料的帶寬變窄，電子-空穴對的復合幾率升高，從而使光伏組件的開(kāi)路電壓降低，短路電流略有增加，但總體輸出功率卻是減少的。以常見(jiàn)的晶體硅光伏組件為例，溫度每增加1℃，其輸出功率大約下降0.3%-0.5%。在炎熱的夏季，當組件的溫度達到60℃時(shí)，輸出功率可能會(huì )降低15%-20%左右。
灰塵與污垢不可忽視?
光伏組件長(cháng)期暴露在外部環(huán)境中，表面十分容易積攢灰塵和污垢。這些灰塵和污垢會(huì )在組件表面形成一層遮擋層，阻礙太陽(yáng)光的吸收。研究表明，當光伏組件表面灰塵惹厚度達到一定程度時(shí)，發(fā)電效率可能會(huì )降低 10% - 30%。尤其是在風(fēng)沙較多的地區，情況更為嚴重。此外，灰塵和污垢還可能導致組件表面局部溫度升高，引發(fā) “熱斑” 效應，進(jìn)一步損壞組件，降低發(fā)電效率。
陰影遮擋危害大?
陰影遮擋對光伏電池發(fā)電效率的影響非常明顯。不論是四周建筑物、樹(shù)木，還是組件自身排列產(chǎn)生的陰影，只要有部分組件被陰影蓋住，就會(huì )導致整個(gè)串列的發(fā)電功率大幅度下降。因為在串聯(lián)電路中，電流由最低電流的組件決定，被陰影遮擋的組件電流變小，限制了整個(gè)串列的輸出電流。嚴重的陰影遮擋還可能引發(fā) “熱斑” 效應，使被遮擋的組件溫度急劇升高，加速組件老化甚至損壞。數據顯示，即使只有 1% 的組件面積被陰影遮擋，整個(gè)光伏系統的發(fā)電效率也可能降低 5%到 10%。
2. 設備因素至關(guān)重要?
光伏組件轉換效率是核心?
光伏組件的轉換效率是判斷其性能的關(guān)鍵指標，它直接決定了在相同光照條件下，組件可以將太陽(yáng)能轉化為電能的能力。目前市場(chǎng)上，常見(jiàn)的普通多晶硅光伏組件轉換效率一般在 15% 到 20% 而單晶硅光伏組件轉換效率可達到 20% 以上，隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展以及一些新型光伏組件，如采用高效多結技術(shù)的組件，轉換效率已經(jīng)超過(guò) 30%。在選擇光伏組件時(shí)，應優(yōu)先選擇轉換效率高的產(chǎn)品，以提高發(fā)電效率和投資回報率。
組件匹配損失需重視?
在光伏系統中，組件通常采用串聯(lián)和并聯(lián)的方式連接。凡是串聯(lián)就會(huì )由于組件電流差異造成電流損失，凡是并聯(lián)就會(huì )由于組件的電壓差異造成電壓損失。這種組件匹配損失可能達到 8% 以上。為降低匹配損失，提高電站發(fā)電量，在組件選型和安裝時(shí)，應盡量采用電流一致的組件串聯(lián)，同時(shí)確保組件的衰減盡可能保持一致。此外，合理安裝隔離二極管，也能有效減少匹配損失。?
逆變器效率影響大?
逆變器是光伏系統中的重要組成部分，其作用是將光伏組件產(chǎn)生的直流電轉換為交流電，以便接入電網(wǎng)或供用戶(hù)使用。逆變器的效率直接影響光伏發(fā)電系統的整體效率。逆變器的效率包括自身的轉換效率和最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）效率。MPPT 效率尤為關(guān)鍵，它決定了逆變器能否快速、準確地跟蹤光伏組件的最大輸出功率。目前，市場(chǎng)上優(yōu)質(zhì)逆變器的轉換效率可達 98% 以上，MPPT 效率可達 99% 以上。在選擇逆變器時(shí)，應選擇高效、可靠的產(chǎn)品，并確保其與光伏組件的匹配良好。?
線(xiàn)路損失不容忽視?
光伏系統中的組件是用串聯(lián)和并聯(lián)的方式連起來(lái)的。串聯(lián)會(huì )由于組件的電流差異而導致電流損失，凡是并聯(lián)就會(huì )由于組件的電壓差異而導致電壓損失。這種組件匹配損失可能達到8%以上。為了減少匹配損失，同時(shí)提高電站發(fā)電量，組件選型和安裝時(shí)，盡量用電流一致的組件串聯(lián)，同時(shí)確保組件的衰減盡量保持一致。此外，合理安裝隔離二極管也能有效減少匹配損失。
安裝角度與方向有講究?
光伏組件的安裝角度和方向對其接收到的日照輻射量起著(zhù)關(guān)鍵作用。一般情況下，在北半球，光伏組件的方位角應選擇正南并朝方向，這樣可以使光伏電站單位容量的發(fā)電量最大。只要在正南±20度以?xún)?，對發(fā)電量的影響相對較小，但條件允許的話(huà)，應盡可能偏西南20度， 以更好地利用下午時(shí)段較強的光照，組件的傾斜角度則需根據當地的緯度和季節進(jìn)行調節。例如，在赤道地區，冬天太陽(yáng)高度角偏低，也可以增加組件的傾斜角度，以提高對太陽(yáng)光的接收；夏天太陽(yáng)高度角偏高，也可以適當減小傾斜角度。通過(guò)精確計算和優(yōu)化安裝角度與方向，可以使光伏組件的發(fā)電效率提高10%-20%。
清潔與維護是保障?
定期清潔光伏組件表面的灰塵和污垢，及時(shí)清除積雪是提高發(fā)電效率的重要措施。在灰塵比較多的地區，建議每1-2個(gè)月對光伏組件進(jìn)行一次清潔；在風(fēng)沙比較大的季節，可以適當增加清潔次數。與此同時(shí)，要定期檢查線(xiàn)路和設備，確保其正常運行。檢查內容包括線(xiàn)路連接是否牢固、有無(wú)破損，逆變器的運行狀態(tài)是否正常，組件是否存在隱裂、熱斑等問(wèn)題。及時(shí)發(fā)現并處理這些問(wèn)題能夠有效避免發(fā)電效率下降，延長(cháng)光伏系統的使用壽命。?
綜上所述，影響光伏組件發(fā)電效率的因素眾多且復雜，涵蓋自然、設備、安裝與運維等多個(gè)方面。只有充分了解這些因素，并在光伏系統的規劃、設計、安裝和運維過(guò)程中，采取針對性的措施進(jìn)行優(yōu)化和控制，才能最大程度地提高光伏組件的發(fā)電效率，實(shí)現光伏發(fā)電的高效、穩定運行，推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)的可持續發(fā)展。