Berechnungsmethode für die Stromerzeugung von Photovoltaikkraftwerken, theoretische jährliche Stromerzeugung = jährliche durchschnittliche gesamte Sonneneinstrahlung * gesamte Batteriefläche * photoelektrischer Umwandlungswirkungsgrad. Aufgrund des Einflusses verschiedener Faktoren ist die tatsächliche Stromerzeugung von Photovoltaikkraftwerken jedoch nicht so hoch. Tatsächliche jährliche Stromerzeugung = theoretische jährliche Stromerzeugung * tatsächliche Stromerzeugungseffizienz. Welche Faktoren beeinflussen also die Stromerzeugung von Photovoltaikkraftwerken?

1.1. Menge der Sonneneinstrahlung

Solarzellenmodule sind Geräte, die Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln. Die Intensität der Lichtstrahlung hat direkten Einfluss auf die Menge der erzeugten Energie. Sonnenstrahlungsdaten in verschiedenen Regionen können über die NASA-Website zur Abfrage meteorologischer Daten oder mit Hilfe von Photovoltaik-Designsoftware wie PV-SYS und RETScreen abgerufen werden.

 

1.2. Neigungswinkel von Solarzellenmodulen

Bei den von der Wetterstation erhaltenen Daten handelt es sich im Allgemeinen um die Menge der Sonnenstrahlung auf der horizontalen Ebene, die in die Menge der Strahlung auf der geneigten Oberfläche der Photovoltaikanlage umgerechnet wird, sodass die Stromerzeugung der Photovoltaikanlage berechnet werden kann. Der optimale Neigungswinkel hängt vom Breitengrad des Projektstandorts ab. Die ungefähren Erfahrungswerte lauten wie folgt:

A. Breitengrad 0°~25°, Neigungswinkel gleich dem Breitengrad

B. Breitengrad 26°~40°, Neigung gleich dem Breitengrad plus 5°~10°

C. Breitengrad 41°~55°, Neigung gleich dem Breitengrad plus 10°~15°

 

1.3. Umwandlungswirkungsgrad von Solarzellenmodulen

 

1.4. Systemverluste. Wie bei allen Produkten nehmen im Laufe des 25-jährigen Lebenszyklus eines Photovoltaik-Kraftwerks der Wirkungsgrad der Komponenten und die Leistung der elektrischen Komponenten allmählich ab, und die Stromerzeugung nimmt von Jahr zu Jahr ab. Zusätzlich zu diesen natürlichen Alterungsfaktoren gibt es auch Qualitätsprobleme bei Komponenten und Wechselrichtern, Schaltungslayout, Staub, Reihen- und Parallelverlusten, Kabelverlusten und anderen Faktoren.

Im Finanzmodell eines allgemeinen Photovoltaikkraftwerks sinkt die Stromerzeugung des Systems in drei Jahren um etwa 5 % und nach 20 Jahren sinkt die Stromerzeugung auf 80 %.

1.4.1 Kombinationsverlust

Jede Reihenschaltung führt aufgrund der Stromdifferenz der Komponenten zu Stromverlusten. Eine Parallelschaltung führt aufgrund der Spannungsdifferenz der Komponenten zu Spannungsverlusten. und der kombinierte Verlust kann mehr als 8 % erreichen, und der Standard der China Engineering Construction Standardization Association schreibt vor, dass er weniger als 10 % beträgt.

Um Portfolioverluste zu reduzieren, sollte daher Folgendes beachtet werden:

1) Komponenten mit konstantem Strom sollten vor der Installation im Kraftwerk streng ausgewählt und in Reihe geschaltet werden.

2) Die Dämpfungseigenschaften der Komponenten sind möglichst konsistent.

1.4.2 Staubblockierung

Unter allen Faktoren, die die gesamte Stromerzeugungskapazität von Photovoltaik-Kraftwerken beeinflussen, ist Staub der Killer Nummer eins. Die Hauptauswirkungen von Staub auf Photovoltaik-Kraftwerke bestehen darin, dass er das Licht blockiert, das die Komponenten erreicht, und dadurch die Stromerzeugung beeinträchtigt; Beeinflussung der Wärmeableitung und somit Beeinflussung der Umwandlungseffizienz; Saurer und alkalischer Staub lagert sich über einen längeren Zeitraum auf der Oberfläche der Komponenten ab, korrodiert die Plattenoberfläche und führt dazu, dass die Plattenoberfläche rau und uneben wird. Es begünstigt eine weitere Staubansammlung und erhöht die diffuse Reflexion des Sonnenlichts. Daher müssen die Komponenten von Zeit zu Zeit abgewischt und gereinigt werden.

Derzeit gibt es drei Hauptmethoden zur Reinigung von Photovoltaik-Kraftwerken: Sprinkler, manuelle Reinigung und Roboter.

1.4.3 Temperatureigenschaften

Wenn die Temperatur um 1 °C steigt, sinkt bei kristallinen Silizium-Solarzellen die maximale Ausgangsleistung um 0,04 %, die Leerlaufspannung sinkt um 0,04 % (-2 mV/°C) und der Kurzschlussstrom steigt um 0,04 %. Um den Einfluss der Temperatur auf die Stromerzeugung zu verringern, sollten für die Komponenten gute Belüftungsbedingungen gewährleistet sein.

1.4.4 Leitungs- und Transformatorverluste

Der Leitungsverlust der Gleich- und Wechselstromkreise des Systems muss innerhalb von 5 % liegen. Aus diesem Grund müssen bei der Konstruktion Drähte mit guter elektrischer Leitfähigkeit verwendet werden, und die Drähte müssen einen ausreichenden Durchmesser haben. Bei der Systemwartung sollte besonderes Augenmerk auf den festen Sitz der Anschlüsse und Klemmen gelegt werden.

1.4.5 Wirkungsgrad des Wechselrichters

Da der Wechselrichter über Induktivitäten, Transformatoren und Leistungsgeräte wie IGBT und MOSFET verfügt, erzeugt er im Betrieb Verluste. Im Allgemeinen liegt der Wirkungsgrad von Stringwechselrichtern bei 97–98 %, der Wirkungsgrad von Zentralwechselrichtern bei 98 % und der Wirkungsgrad von Transformatoren bei 99 %.

1.4.6 Schatten- und Schneeverdeckung

Wenn in dezentralen Kraftwerken hohe Gebäude in der Nähe stehen, werfen diese Schatten auf die Komponenten und sollten bei der Planung so weit wie möglich vermieden werden. Nach dem Schaltungsprinzip wird bei der Reihenschaltung von Bauteilen der Strom durch das kleinste Bauteil bestimmt. Wenn also ein Bauteil abgeschattet wird, wirkt sich dies auf die Stromerzeugung dieses Bauteils aus. Wenn sich Schnee auf den Bauteilen befindet, wirkt sich dieser ebenfalls auf die Stromerzeugung aus und muss so schnell wie möglich entfernt werden.