總輻射表和標準電池在光伏電站的應用比對
1、總輻射表可以給出整個可利用的太陽輻射的獨立的、精確的數(shù)據(jù)。
根據(jù)光伏電池不同的技術(shù)(單晶硅、多晶硅、薄膜)和電池板采用不同的玻璃面板,電池板對光譜的響應是不同的,隨著太陽厚度、大氣污染、溫濕度和云層的變化,太陽輻射到達地表的光譜變化是相當大的,總輻射表可以測量在各種條件下可利用的0.3-3微米的太陽短波輻射。
2、總輻射表是符合國際ISO的分類和標定標準的
總輻射表測量太陽輻射有超過80年的歷史了,總輻射表測量的太陽輻射數(shù)據(jù)遍及世界各地,總輻射表的標定系數(shù)也是非常穩(wěn)定的,不隨時間而衰減??傒椛浔淼男阅芊旨壸裱璉SO9060標準,標定方式遵循ISO9847標準。
3、總輻射表的響應時間比標準電池要長
這里的優(yōu)勢指的是總輻射表的響應時間一般是在5秒至20秒,這意味著一些比較突然的變化,比如說飄過的云朵,飛過的鳥類或者飛機,在輻射表的數(shù)據(jù)采集中不會出現(xiàn)瞬態(tài)峰值或者傾角值的變化,當采用20秒及以上的采集間隔時,總輻射表將會整合出一天的準確的太陽輻射值。
4、總輻射表相對于PV電池板來說是相對獨立的
如果一個光伏電站使用了不同種類的PV板時,每種類別都需要配備一個相應的標準電池板,而使用總輻射表的話,一塊就夠了。
5、總輻射表的溫度系數(shù)非常小
在超過70 °C的溫度范圍內(nèi),總輻射表的溫度系數(shù)一般可以小于1%(依據(jù)輻射表的型號不同),這個數(shù)據(jù)遠遠低于PV電池板和標準電池塊
6、PV電池板的性能是在標準測試條件下
大多數(shù)的PV電池板和標準電池塊的性能參數(shù)指的是STC(標準測試條件),STC指的是+25°C的環(huán)境溫度,1000 W/m2的輻射強度,1.5的大氣厚度,測試時是用總輻射表來測量太陽總輻射的,STC測試條件和真實的現(xiàn)場環(huán)境相差是非常大的,用總輻射表進行精確的測量才能反映其真實的性能。
7、標準電池比總輻射表更容易被污染
There is a conception that pyranometersneed to be cleaned very frequently, and this is雖說總輻射表也需要經(jīng)常清潔表面,這只是為了最佳的測量精度。從比對的角度說,標準電池塊的平板表面比總輻射表的半球罩面更容易積塵。
8、使用總輻射表進行綜合效率和性能指標的計算更加精確
在進行光伏電站的綜合效率和性能指標的計算時,采用總輻射表測量的獨立的、精準的數(shù)據(jù)比采用和PV電池板有著相同的內(nèi)在缺陷的標準電池塊測量的低精度的數(shù)據(jù),計算的結(jié)果更加可靠,總輻射表(根據(jù)型號不同)的測量精度可以精確到1%以內(nèi)。
光伏電站為什么要測量太陽輻射
1、選擇更加合適的PV系統(tǒng),電池板類型,支架系統(tǒng)和跟蹤系統(tǒng)
2、選擇電站的最佳位置
3、投資決策的需要
4、監(jiān)測系統(tǒng)性能
5、日常維護的需要
6、使運行效率最大化
7、計算綜合效率
1、2、3點能夠用來決策光伏電站的最優(yōu)系統(tǒng)設計和地點選擇,在位置上十幾公里的小的變動可能會引起全年幾百KWh的太陽能量的變化,由山丘、溝谷及海岸線引起的微氣象及地理結(jié)構(gòu)的不同(例如云的構(gòu)成)會造成上述變化,基于精確測量得出的計算結(jié)果以及最合適的PV技術(shù)的選擇可以提升項目的投資回報。
第4至第7點用來在光伏電站運行期間進行效率監(jiān)測及其他性能指標的監(jiān)測,許多PV系統(tǒng)的逆變器不僅輸入總輻射表的數(shù)據(jù),也輸入標準電池塊的數(shù)據(jù)。
影響整個系統(tǒng)輸出的最重要的點是:
• PV電池板實際輸出的性能和標稱性能(STC)不符
• 低輻射值情況下效率損失
• 遮擋
• 溫升損失
• 逆變器效率
• 線纜損失
• 面板的積塵
其他的氣象要素比如風、雨和溫度也需要被記錄下來作為今后PV性能的分析
• PV面板的溫度給出了其效率變化的指示
•風和雨(清潔面板玻璃)的測量數(shù)據(jù),結(jié)合輻射數(shù)據(jù)(效率的變化)可以用來制定維護計劃
•風速的測量也可以用來防止面板的損害,當強風來臨時,可以降低面板的高度及調(diào)整他們的角度。
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常見問題及解答
問題1:一個大型光伏電站需要多少總輻射表
解答1:這是和安裝的角度和數(shù)據(jù)的冗余度有關(guān)聯(lián)的:對于一個大型光伏電站來說,太陽輻射數(shù)據(jù)對于系統(tǒng)效率的計算來說是非常重要的,使用超過一個總輻射表可以減少因為故障或者輻射表維護而造成的輻射數(shù)據(jù)缺失的情況,兩塊輻射表(通常配合風速、風向、溫濕度安裝在立桿上)安裝在大型電站相對的兩邊,通??梢越o出光伏電站所在區(qū)域的更加準確的平均的輻射數(shù)據(jù)。如果光伏電站的PV電池板有不同的安裝角度,那至少每個部分都需要配備一個總輻射表。
問題2:我使用的PV板和總輻射表的余弦響應不同
解答2:這確實是事實,但實際上最大的不同是在太陽高度角較低時(太陽初升和下山的時刻),對于全天的累積太陽輻射值來說,這部分值所占的比率非常小。
問題3:如何安裝總輻射表
解答3:用來計算電站綜合效率(PR)的總輻射表需要被安裝在和PV電池板相同的平面上,也就是輻射表的底面必須保證和PV電池板平行,用這種方式測得的數(shù)據(jù)叫做斜面總輻射。
一個光伏電站的環(huán)境監(jiān)測站一般會同時測量水平總輻射和斜面總輻射。
問題4:輻射表安裝的位置如果選擇
解答4:光伏電站使用一塊輻射表的話,安裝的位置大約是站點的中心。如果使用2塊輻射表的話,最好安裝在電站相對的兩邊,根據(jù)電站的大小和形狀不同,兩塊輻射表最好盡可能的相隔遠一點,或者一塊安裝在南邊,一塊安裝在北邊。如果輻射表配置在環(huán)境監(jiān)測站中時,要注意安裝立桿不要遮擋輻射表或者光伏電池板。
為了避免遮擋的情況,在北半球,環(huán)境監(jiān)測站安裝在光伏電站的:北邊是最好的選擇。如果光伏電站靠近海岸線或者山脈時要特別注意,潮濕的空氣容易生成云,而山脈會阻止云層的移動,在這種情況下,最好的方案是一塊輻射表安裝在靠近海岸線或者山脈的位置,而另一塊輻射表安裝在它的對面。
問題5:最好的采樣間隔時多少?
解答5:要想使太陽輻射一天的累積輻射量越準確,采集間隔應該是越小越好,但是因為輻射表測得的一天的累積量和它的響應時間是有關(guān)系的,所以采集間隔低于5秒是沒有必要的。通常來說,采集間隔是由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其使用的算法的速度來決定的,當輻射表連接到一個數(shù)采或者一個環(huán)境監(jiān)測站時,通常使用的是10秒鐘的采集間隔,以及1分鐘累積值的存儲(1分鐘的平均值)。
問題6:總輻射表的標定周期是多長時間?
解答5:推薦的標定周期是2年,在這個周期內(nèi)輻射表的精度是有保證的。熱電堆輻射表,比如Kipp&Zonen公司的CMP系列輻射表,每年靈敏度的變化小于1%,遠比硅光類輻射表要小的多。
問題7:輻射表需要什么樣的維護
解答7:高精度的輻射表(我們的CMP6,CMP11,CMP21,CMP22)干燥倉中的干燥劑如果顏色變化了,就需要進行更換,所以需要定期檢查一下干燥劑的顏色,一般來說,半年檢查一次就可以了。
CMP3的干燥倉是完全密封的,不需要更換干燥劑,一般來說,輻射表干燥劑的檢查和罩面的清潔由電站的運維人員在做其他的巡視時













