光伏系统在实际安装和运营过程中,会受到多种因素的影响,导致电能损耗。这些损耗包括线缆损耗、逆变器效率、组件品质、灰尘积累、入射角损失等。
一、光伏系统损耗的分类
光伏系统的损耗大致可以分为以下几类:
1、线缆损耗:光伏系统的线缆包括直流线缆和交流线缆。电流在通过线缆时会产生电阻,导致电压降和电能损耗。
2、逆变器效率:逆变器是将光伏组件产生的直流电转换为交流电的关键设备,但转换过程中会有一定的能量损失。
3、组件品质损失:光伏组件在制造和使用过程中,由于材料老化、制造缺陷等因素,会导致电能输出减少。
4、灰尘积累:长期暴露在室外的光伏组件表面会积累灰尘,影响光照接收,从而降低发电效率。
5、入射角损失:太阳光以不同角度照射到光伏组件表面时,光的透过率和反射率会变化,导致能量损失。
二、计算光伏安装过程中的损耗程度
1、线缆损耗的计算
线缆损耗主要通过电阻和电流来计算。首先,需要知道线缆的电阻率(ρ)、长度(L)和截面积(S)。根据欧姆定律,电阻R=ρ×L/S。然后,通过电流I和电阻R计算电压降ΔU=I×R。
例如,某段直流电缆长度为50米,铜芯电缆的电阻率为0.0174Ω·mm²/m(假设常温),截面积为4mm²,额定电流为10.76A。则电压降:
ΔU=10.76A×0.0174Ω·mm²/m×50m/4mm²≈2.35V。
2、逆变器效率的计算
逆变器效率通常通过其数据手册获得,但实际效率可能因运行条件不同而有所变化。一般来说,逆变器效率在80%至95%之间。假设逆变器效率为90%,则逆变器损失的能量为输入能量的10%。
3、组件品质损失的计算
组件品质损失较为复杂,通常需要通过实验室测试或长期运行数据来评估。在实际安装过程中,可以通过选择高质量的光伏组件来降低这一损失。
4、灰尘积累损失的计算
灰尘积累导致的损失可以通过测量光伏组件表面的灰尘面积和总面积来计算。灰尘损失率=(灰尘面积/总面积)×100%。也可以通过测量组件的输出电流、电压等参数来间接估算。
5、入射角损失的计算
入射角损失的计算依赖于太阳高度角和方位角,以及光伏组件的安装角度。可以使用专业的光伏系统模拟软件来模拟光线在光伏组件表面的入射情况,并计算相应的入射角损失。
三、系统整体损耗的计算
系统整体损耗可以通过将上述各项损耗进行叠加来计算。但需要注意的是,各项损耗之间可能存在相互影响,因此在实际计算中需要进行综合考虑。
系统整体损耗=线缆损耗+逆变器效率损失+组件品质损失+灰尘积累损失+入射角损失
例如,某光伏系统的线缆损耗为2.35V,逆变器效率损失为10%,组件品质损失为5%,灰尘积累损失为5%,入射角损失为3%。则系统整体损耗约为25%左右(具体数值需根据实际情况计算)。