探討太陽能組件最大輸出功率

　　光伏組件標(biāo)稱功率是在標(biāo)準(zhǔn)條件下測試的，實(shí)際發(fā)電功率有沒有可能超過標(biāo)稱功率，大家的說法不一，這也是光伏電站設(shè)計(jì)時(shí)不關(guān)注的問題之一，會(huì)影響系逆變器選型和系統(tǒng)的發(fā)電量。以下觀點(diǎn)是我查資料總結(jié)出來的，不一定正確，歡迎各位討論。

　　太陽輻射度：太陽輻射到單位面積上的輻射功率，稱為太陽輻射度。單位是瓦/平米。組件標(biāo)稱功率是在標(biāo)準(zhǔn)條件下測試的，STC(standard test condition)，其標(biāo)準(zhǔn)測試條件是：1. 輻照度：1000W/m2，2. 溫度：為(25±1)℃，3. 光譜特性：AM1.5 標(biāo)準(zhǔn)光譜。

　　所以組件最大輸出功率，不考慮逆變器等設(shè)備因素外，就是太陽輻照度和溫度了。太陽輻射度極限值是太陽常數(shù)，值是1368W/ m2，到達(dá)地球表面后，受到天氣等各方面影響，最高值約1200 W/ m2，組件的功率溫度系統(tǒng)約-0.39%/℃ ，組件溫度下降，組件的功率會(huì)升高。

　　結(jié)論：一塊250W的組件，在不考慮設(shè)備損耗的情況下，在零下30度溫度，組件最大輸出功率Pmax=1.2*(1-(25+30)(-0.0039)*250=1.2*1.1755*250=352.65W。實(shí)際上，在我國陽光最好的地區(qū)，如寧夏北部、甘肅北部、新疆南部等地區(qū)，250W的組件最大輸出功率能到300W。

　　太陽光的光譜知識(shí)：太陽光是由連續(xù)變化的不同波長的光混合而成，包含了各種波長的光：紅外線、紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫、紫外線等，其中由紅、橙、黃、綠、靛、藍(lán)、紫是可見光，人眼可見。波長較長的部分是紅光，波長比紅光更長的是紅外線，波長較短的部分是紫光，波長比紫光更長的是紫外線，雖然太陽能光譜的波長范圍很寬，從幾埃到幾十米，但輻射能的大小按波長的分配卻是不均勻的。其中輻射能量最大的區(qū)域在可見光部分，占到大約48%，紫外光譜區(qū)的輻射能量占到約8%，紅外光譜區(qū)的輻射能量占到約44%，太陽能電池只能吸收可見光部分的能量，轉(zhuǎn)化為電能，紫外光譜區(qū)不能進(jìn)行能量變換，紅外光譜區(qū)只能轉(zhuǎn)換為熱量。

　　太陽輻射度資料：而在一段時(shí)間內(nèi)，太陽輻射到單位面積上的輻射能量稱為輻射量。影響輻射度的因素有：

　　1、太陽高度角或緯度：太陽高度角越大，穿越大氣的路徑就越短，大氣對太陽輻射的削弱作用越小，則到達(dá)地面的太陽輻射越強(qiáng);太陽高度角越大，等量太陽輻射散布的面積越小，太陽輻射越強(qiáng)。例如，中午的太陽輻射強(qiáng)度比早晚的強(qiáng)。

　　2、海拔高度：海拔越高空氣越稀薄，大氣對太陽輻射的削弱作用越小，則到達(dá)地面的太陽輻射越強(qiáng)。例如，青藏高原是我國太陽輻射最強(qiáng)的地區(qū)。

　　3、天氣狀況：晴天云少，對太陽輻射的削弱作用小，到達(dá)地面的太陽輻射強(qiáng)。例如四川盆地多云霧陰雨天氣，太陽輻射消弱，太陽輻射成為我國最低值區(qū)。

　　4、大氣透明度：大氣透明度高則對太陽輻射的削弱作用小，使到達(dá)地面的太陽輻射強(qiáng)。

　　5、白晝時(shí)間的長短。

　　6、大氣污染的程度：污染重，則對太陽輻射消弱強(qiáng)，到達(dá)地面太陽輻射少。

　　全球撒哈拉大沙漠東部陽光最多，那里年平均日照時(shí)數(shù)達(dá)4300小時(shí)，也就是說，每天大約有11小時(shí)45分鐘的時(shí)間能見到光輝燦爛的陽光。

　　組件和逆變器配配置：95%<(逆變器輸入功率/光伏陣列的額定功率) <115%,從系統(tǒng)發(fā)電量和逆變器壽命考慮，推薦組件總功率和逆變器功率相等，因?yàn)槟孀兤鬟\(yùn)行在功率50-75%狀態(tài)時(shí)，效率最高，壽命最長。

　　作者簡介：劉繼茂，深圳晶福源銷售經(jīng)理，哈爾濱工業(yè)大學(xué)電力電子研究生，2008年開始從事逆變器研發(fā)和光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。研究過國內(nèi)外100多個(gè)光伏電站運(yùn)行情況，主要方向是從系統(tǒng)配置和逆變器設(shè)計(jì)方面，如何提高光伏電站發(fā)電量和電站運(yùn)行壽命。