新能源發(fā)電與控制技術(shù)（第4版）課件：太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)2太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)4.1太陽的輻射及太陽能利用4.2光伏發(fā)電原理與太陽能電池4.3光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)4.4光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理4.5光伏發(fā)電組網(wǎng)技術(shù)4.6光伏發(fā)電的其他技術(shù)問題主要內(nèi)容3太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)44.1太陽的輻射及太陽能利用4.1.1太陽的輻射1.太陽的概況太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)是太陽系的中心天體，離地球最近的恒星。直徑約為1.39×106km，質(zhì)量約為2.2×l027t，為地球質(zhì)量的3.32×105倍，體積則比地球大1.3×106倍，平均密度為地球的1/4；它的質(zhì)量是整個太陽系的99.865%，主要組成氣體：氫80%、氦19%，核心為氫聚合氦的核聚變反應(yīng)活動。52.太陽的結(jié)構(gòu)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)從中心到邊緣可分為：核反應(yīng)區(qū)輻射區(qū)對流區(qū)太陽大氣6地球繞太陽運(yùn)行示意圖

3.地球的運(yùn)動太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)7

太陽輻射是地球表層能量的主要來源。太陽對地面輻射的時空變化特點(diǎn)是：①全年以赤道獲得的輻射最多，極地最少。這種熱量不均勻分布，必然導(dǎo)致地表各緯度的氣溫產(chǎn)生差異，在地球表面出現(xiàn)熱帶、溫帶和寒帶氣候；②太陽輻射夏天大冬天小，它導(dǎo)致夏季溫度高而冬季溫度低。4.太陽的輻射地區(qū)太陽日平均輻射強(qiáng)度kWh/(m2·d)

W/m2

熱帶、沙漠5－6210－250溫帶3－5130－210陽光較少地區(qū)（北歐、近極地）2－380－130不同地區(qū)太陽平均輻射強(qiáng)度太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)8太陽輻射到地球大氣層上屆的能量為173000TW，相當(dāng)于500萬t標(biāo)煤/Sec，僅占其總輻射量的22億分之一。太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)地球上的能流（單位：106MW、即TW）94.1.2太陽能的轉(zhuǎn)換與利用

太陽能必須即時轉(zhuǎn)換成其他形式能量才能貯存和利用，太陽能的轉(zhuǎn)換與利用包括了太陽能的采集、轉(zhuǎn)換、儲存、傳輸與利用等方面。

廣義的太陽能包含范圍極其廣闊；狹義的僅限于太陽輻射產(chǎn)生的光熱、光電、光機(jī)、光化學(xué)的直接轉(zhuǎn)換。太陽能采集

平板集熱器

真空管集熱器

聚光集熱器太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)10（1）太陽能――熱能轉(zhuǎn)換，并以熱能形式貯存（2）太陽能――電能轉(zhuǎn)換，并以電能形式貯存（3）太陽能――氫能轉(zhuǎn)換，并以氫能形式貯存（4）太陽能――生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換，并貯存于生物質(zhì)（5）太陽能－－機(jī)械能轉(zhuǎn)換，并以機(jī)械能形式貯存太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)2.太陽能的轉(zhuǎn)換

11（1）熱能儲存1）顯熱儲存，利用材料的顯熱儲能

2）潛熱儲能，利用材料在相變的潛熱儲能

3）化學(xué)儲能，利用化學(xué)反應(yīng)儲熱

4）塑晶儲熱，利用塑晶材料儲能

5）太陽池儲熱，利用具有一定鹽濃度梯度的鹽水池儲能太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)3.太陽能的儲存

12（2）電能儲存

利用蓄電池、超級電容以及超導(dǎo)材料實(shí)現(xiàn)電能的儲能。太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)（3）氫能儲存

利用氣相、液相、固相或化合物形式將太陽能轉(zhuǎn)換成氫能并實(shí)現(xiàn)儲能。（4）機(jī)械能儲存（飛輪磁懸浮儲能）

利用熱力學(xué)原理將太陽能轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能并以飛輪的形式實(shí)現(xiàn)儲能。其中：飛輪磁懸浮儲能是一種先進(jìn)的物理儲能方式。具有：功率大、容量大、效率高；動態(tài)特性好，響應(yīng)速度快，可瞬間充放電；安全可靠、綠色環(huán)保、壽命長（不小于25年)等優(yōu)點(diǎn)。

13

應(yīng)用光學(xué)原理，通過光的反射和折射進(jìn)行直接傳輸，或者將太陽能轉(zhuǎn)換成其他形式的能量進(jìn)行間接傳輸。太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)4.太陽能的傳輸5.太陽能的利用

（1）太陽輻射的熱能利用

（2）太陽能光熱利用

（3）太陽能熱發(fā)電

（4）太陽能綜合利用

（5）太陽能光伏發(fā)電技術(shù)14太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)6.太陽能應(yīng)用史

太陽能綜合利用技術(shù)得到前所未有的快速發(fā)展，大約經(jīng)歷了以下7個階段：第一階段（1900～1920年）：研究重點(diǎn)是太陽能動力裝置，應(yīng)用目的較明確，開始采用平板集熱器和低沸點(diǎn)工質(zhì)，裝置逐漸擴(kuò)大，最大輸出功率達(dá)73.64kW，但造價很高；第二階段（1920～1945年）：研究處于低潮，參加人數(shù)和研究項(xiàng)目大為減少，其原因與礦物燃料的大量開發(fā)利用和發(fā)生第二次世界大戰(zhàn)有關(guān)，太陽能不能解決當(dāng)時對大規(guī)模能源的急需；第三階段（1945～1965年）：二戰(zhàn)后的20年間出現(xiàn)了石油、天然氣資源的匱乏，從而再次推動了太陽能的研究與應(yīng)用，成立了國際太陽能學(xué)術(shù)組織，重新興起太陽能研究熱潮第四階段（1965～1973年）：太陽能光伏發(fā)電起步，但研究工作停滯不前。主要原因是太陽能利用技術(shù)處于成長階段、尚不成熟，并且投資大、效果不理想、難以與常規(guī)能源競爭，因而得不到公眾、企業(yè)和政府的重視和支持

；第五階段（1973～1980年）：1973年10月爆發(fā)中東戰(zhàn)爭，歐派克采取石油減產(chǎn)、提價等辦法，導(dǎo)致了世界范圍的“能源危機(jī)”（也稱“石油危機(jī)”）。使人們認(rèn)識到：現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)必須徹底改變，應(yīng)加速向未來能源結(jié)構(gòu)過渡，從而使許多國家、尤其是工業(yè)發(fā)達(dá)國家，重新加強(qiáng)了對太陽能及其他可再生能源技術(shù)發(fā)展的支持，在世界范圍內(nèi)再次興起了開發(fā)利用太陽能熱潮；第六階段（1980～1992年）：太陽能利用進(jìn)入80年代又開始回落，逐漸進(jìn)入低谷。主要原因是：原油價格大幅回落，而太陽能產(chǎn)品價格居高不下，技術(shù)沒有重大突破，缺乏競爭力；太陽能提高效率和降低成本的目標(biāo)沒有實(shí)現(xiàn)；第七階段（1992～今）：1992年聯(lián)合國在巴西召開“世界環(huán)境與發(fā)展大會”，通過了《里約熱內(nèi)盧環(huán)境與發(fā)展宣言》等一系列重要文件，把環(huán)境與發(fā)展納入統(tǒng)一框架，確立了可持續(xù)發(fā)展的模式。1996年，聯(lián)合國在津巴布韋召開“世界太陽能高峰會議”，發(fā)表了《哈拉雷太陽能與持續(xù)發(fā)展宣言》，討論了《世界太陽能10年行動計劃（1996～2005年）》等重要文件，使太陽能研究與利用走出低谷，并逐漸得到加強(qiáng)。

2010年中國光伏電池產(chǎn)量達(dá)到8000MW，約占全球總產(chǎn)量50%，產(chǎn)能穩(wěn)居世界首位，但受能源補(bǔ)貼政策、投資成本和回收周期的影響，光伏計劃的實(shí)施并不理想，推廣應(yīng)用相對滯后。2016年，歐洲最大太陽能發(fā)電站啟用，年產(chǎn)電350GW·h；日本太陽能項(xiàng)目裝機(jī)容量預(yù)達(dá)到峰值，新增裝機(jī)容量為13.2～14.3GW。2017年全國太陽能發(fā)電裝機(jī)占比達(dá)到8%，光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量30.1GW，太陽能發(fā)電達(dá)到20468億kW·h。2019年韓國公布新計劃：到2030年將光伏組件成本降低至0.10美元/W。2021年伊朗以太陽能為主可再生能源裝機(jī)容量達(dá)5GW。18太陽能應(yīng)用（家庭）太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)19太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)20太陽能應(yīng)用（公共建筑）太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)21太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)22太陽能發(fā)電幕墻太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)23太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)太陽能供電的高層立體停車場24太陽能應(yīng)用（光伏發(fā)電站）光伏發(fā)電站-1太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)25光伏發(fā)電站-2太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)26太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)光伏發(fā)電站-327太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)28太陽能應(yīng)用（太陽能汽車）太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)29太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)30太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)31其他太陽能應(yīng)用（路燈、草坪燈、太陽帽等）太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)32太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)33太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)344.2光伏發(fā)電原理與太陽電池

光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏特效應(yīng)原理，利用太陽能電池（SolarCell）將太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能。太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)354.2.1太陽能光伏發(fā)電的原理

太陽能電池的原理是基于半導(dǎo)體的光伏效應(yīng)（PhotovoltaicEffect），將太陽輻射直接轉(zhuǎn)換為電能。

所謂光電效應(yīng)，就是指物體在吸收光能后，其內(nèi)部能傳導(dǎo)電流的載流子分布狀態(tài)和濃度發(fā)生變化，由此產(chǎn)生出電流和電動勢的效應(yīng)。在氣體、液體和固體中均可產(chǎn)生這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體光伏效應(yīng)的效率最高。太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)36一般半導(dǎo)體硅材料的結(jié)構(gòu)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)37P型半導(dǎo)體太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)38N型半導(dǎo)體太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)39太陽能電池晶片太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)40太陽能電池晶片受光的物理過程太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)414.2.2太陽能電池的發(fā)展與分類

太陽能電池是由太陽能電池晶片組成的光伏發(fā)電基本元件。

目前主要有單晶硅、多晶硅、非晶硅和薄膜電池等幾種類型，單晶硅和多晶硅太陽能電池用量最大，非晶硅太陽能電池用于一些小系統(tǒng)和計算器輔助電源等。太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)421.太陽能電池的發(fā)展史1839年法國物理學(xué)家E.Becquerel發(fā)現(xiàn)液體的光生伏特效應(yīng)，簡稱為光伏效應(yīng)；1877年W.G.Adams和R.E.Day研究了硒的光伏效應(yīng)，并制作了第一片硒太陽電池；

1921年愛因斯坦因解釋了關(guān)于光電效應(yīng)的理論而獲得了諾貝爾（Nobel）物理獎；1958年第一個光伏電池供電的衛(wèi)星發(fā)射；2000年世界太陽能電池年產(chǎn)量超過287.7MW；安裝超過1000MW，標(biāo)志太陽能時代的到來；

2004年我國太陽能電池產(chǎn)量達(dá)50MW以上。太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)431.太陽能電池的發(fā)展史2009年全球太陽電池產(chǎn)量10300MW；2017年俄羅斯研制出一種制造量子點(diǎn)材料的新技術(shù)，有助于研發(fā)吸收廣譜太陽光的便宜太陽能電池；2020年太陽能電池發(fā)電成本與化石能源相接近；2020年新型太陽能電池轉(zhuǎn)化效率達(dá)到27.7%；2030年太陽能電池發(fā)電達(dá)到10%～20%；2050年太陽能利用將占有世界能源總能耗30%～50%；太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)442.太陽能電池的分類太陽能電池主要有以下幾種類型：

（1）單晶硅太陽能電池

（2）多晶硅太陽能電池

（3）非晶硅太陽能電池（4）其他形式太陽能電池:CdTe/碲化鎘薄膜太陽能電池、

CIS/銅銦硒薄膜太陽能電池、有機(jī)薄膜太陽能電池等。太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)45

其中Iph為光生電流，ID為暗電流，IL為光伏電池輸出的負(fù)載電流，UOC為光伏電池的開路電壓，RL為負(fù)載電阻，Rs為串聯(lián)電阻，Rsh為旁路電阻。光伏電池等效電路太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)4.2.3光伏陣列與輸出特性1.光伏電池（SolerCell）的電特性46光伏電池等效電路中各變量關(guān)系太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)47光伏電池的伏安特性太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)2.光伏電池的伏安特性（1）暗特性條件下的光伏電池的伏安特性；（2）明特性條件下的光伏電池的伏安特性48光伏電池組件的伏安特性太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)3.光伏陣列（PhotovoltaicArray）及其輸出特性49光伏電池串聯(lián)后的伏安特性太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)3.光伏陣列（PhotovoltaicArray）及其輸出特性50光伏電池并聯(lián)后的伏安特性太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)51光伏陣列的輸出負(fù)載特性太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)52

4.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成（1）太陽能電池組件：由太陽能電池（也稱光伏電池）按照系統(tǒng)的需要串聯(lián)或并聯(lián)而組成的矩陣或方陣，在太陽光照射下將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，它是光伏發(fā)電的核心部件。（2）充放電控制器、逆變器本部分除了對蓄電池或其他中間蓄能元件進(jìn)行充放電控制外，一般還要按照負(fù)載電源的需求進(jìn)行逆變，使光伏陣列轉(zhuǎn)換的電能經(jīng)過變換后可以供一般的用電設(shè)備使用。（3）蓄電池、蓄能元件及輔助發(fā)電設(shè)備蓄電池或其他蓄能元件如超導(dǎo)、超級電容器等是將太陽能電池陣列轉(zhuǎn)換后的電能儲存起來，以使無光照時也能夠連續(xù)并且穩(wěn)定的輸出電能，滿足用電負(fù)載的需求。太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)534.2.4光伏發(fā)電系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)1.組串式結(jié)構(gòu)光伏組件通過串聯(lián)構(gòu)成光伏陣列給光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)提供能量的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)綜合了集中式和交流模塊式兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，一般串聯(lián)光伏陣列輸出電壓在150-450V,甚至更高，功率等級可以達(dá)到幾個千瓦左右。太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)542.集散式結(jié)構(gòu)綜合了組串式結(jié)構(gòu)和集中式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，具體實(shí)現(xiàn)形式主要有兩種：并聯(lián)型多支路結(jié)構(gòu)和串聯(lián)型多支路結(jié)構(gòu)。每個DC/DC變換器及連接的光伏陣列擁有獨(dú)立的MPPT電路，類似于串型結(jié)構(gòu)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)553.交流組件結(jié)構(gòu)該系統(tǒng)是指把并網(wǎng)逆變器和光伏組件集成在一起作為一個光伏發(fā)電系統(tǒng)模塊，該系統(tǒng)無阻塞和旁路二極管，光伏組件損耗低；隨著日本、德國、美國、意大利等國家光伏屋頂計劃、建筑一體化計劃的推進(jìn)，交流模塊式結(jié)構(gòu)得到大量的應(yīng)用。交流光伏模塊的功率等級較低，一般在50-400W。太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)56該系統(tǒng)將所有的光伏組件通過串并聯(lián)構(gòu)成光伏陣列，并產(chǎn)生一個足夠高的直流電壓，然后通過一個并網(wǎng)逆變器集中將直流轉(zhuǎn)換為交流并把能量輸入電網(wǎng)。一般用于10kW以上較大功率的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，其主要優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)只采用一臺并網(wǎng)逆變器，因而結(jié)構(gòu)簡單且逆變器效率較高。4.集中式結(jié)構(gòu)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)575.直流組件結(jié)構(gòu)這種系統(tǒng)是將光伏組件、高增益DC/DC變換器和表面建筑材料通過合理的設(shè)計集成為一體，構(gòu)成具有光伏發(fā)電功能的、獨(dú)立的、即插即用的表面建筑元件。集中逆變模塊的主要功能是將大量并聯(lián)在公共直流母線上的光伏直流建筑模塊發(fā)出的直流電能逆變?yōu)榻涣麟娔芮覍?shí)現(xiàn)并網(wǎng)功能，同時控制直流母線電壓恒定，保證各個光伏直流建筑模塊正常并聯(lián)運(yùn)行。太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)586.協(xié)同式結(jié)構(gòu)協(xié)同式結(jié)構(gòu)是一種新型的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，也是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的趨勢。它通過控制組協(xié)同開關(guān)，來動態(tài)地決定在不同的外部環(huán)境下光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，以期達(dá)到最佳的光伏能量利用效率。當(dāng)外部光照強(qiáng)度較低時，控制組協(xié)同開關(guān)使所有的光伏組件或光伏串只和一個并網(wǎng)逆變器相連，構(gòu)成為集中式結(jié)構(gòu)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)594.3光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)1.光伏電池的最大功率點(diǎn)及環(huán)境特性影響不同光照強(qiáng)度下光伏電池的伏安特性

太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)60光照強(qiáng)度不變的光伏電池P-V特性曲線

太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)61不同溫度下光伏電池I-V、P-V特性曲線(光照恒定)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)622.光伏電池最大功率點(diǎn)跟蹤與控制策略(1)MPPT控制方法太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)在光伏系統(tǒng)中，通常要求光伏電池的輸出功率保持在最大，也就是讓光伏電池（SolarCell）工作在最大功率點(diǎn)，從而提高光伏電池的轉(zhuǎn)換效率。

最大功率點(diǎn)跟蹤控制（MaximumPowerPointTracking－MPPT）是實(shí)時檢測光伏陣列的輸出功率，采用一定的控制算法預(yù)測當(dāng)前工作狀態(tài)下光伏陣列可能的最大功率輸出，通過改變當(dāng)前的阻抗特性來滿足最大功率輸出的要求，使光伏系統(tǒng)可以運(yùn)行于最佳工作狀態(tài)。63太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

MPPT的實(shí)現(xiàn)是一個動態(tài)自尋優(yōu)過程，通過對光伏陣列當(dāng)前的輸出電壓和電流的檢測，得到當(dāng)前陣列的輸出功率，與已被存儲的前一時刻功率進(jìn)行比較，舍小存大、再檢測、再比較，如此周而復(fù)始。

（1）固定電壓跟蹤法（2）擾動觀察法（3）電導(dǎo)增量法（4）功率回授法（5）模糊邏輯控制（6）滯環(huán)比較法（7）神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制法（8）最優(yōu)梯度法

常用最大功率點(diǎn)跟蹤算法：64太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)固定電壓跟蹤法（CVT）實(shí)現(xiàn)MPPT的過程65太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)擾動觀察法實(shí)現(xiàn)MPPT的過程66太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)在j-d兩點(diǎn)的擾動觀察法MPPT控制算法控制流程67太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)增量電導(dǎo)法的MPPT控制算法控制策略與流程整理后得到MPPT的條件

MPPT獲取條件由：代入P=UI得：68太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)采用模糊邏輯方法進(jìn)行光伏陣列MPPT控制算法控制流程69太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

由于地球的自轉(zhuǎn)使太陽光入射光伏陣列的角度時刻在變化，使得光伏陣列吸收太陽輻射受到很大的影響，進(jìn)而影響到光伏陣列的發(fā)電能力。光伏陣列的放置形式有固定安裝式和自動跟蹤式兩種形式，自動跟蹤裝置包括單軸跟蹤系統(tǒng)和雙軸跟蹤系統(tǒng)。

單軸跟蹤可分為東西水平軸跟蹤、南北水平軸跟蹤和極軸跟蹤3種；雙軸跟蹤可分為方位軸跟蹤和高度軸跟蹤兩種。對聚焦精度要求不高的平板光伏陣列和弧線型聚焦的聚光器可采用控制系統(tǒng)相對簡單的單軸跟蹤，而對點(diǎn)型聚焦的聚光器則應(yīng)采用雙軸跟蹤。(2）太陽光跟蹤系統(tǒng)70太陽光雙軸自動跟蹤系統(tǒng)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)光照跟蹤系統(tǒng)工作原理示意圖太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)71步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的光伏陣列光照度跟蹤系統(tǒng)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)72太陽光單軸跟蹤設(shè)備實(shí)物圖太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)73太陽光雙軸跟蹤設(shè)備實(shí)物圖太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)74光伏陣列跟蹤系統(tǒng)及聚光原理應(yīng)用折射式聚光器主要是菲涅耳透鏡，聚光倍數(shù)可達(dá)到數(shù)倍～數(shù)十倍以上。

太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)754.太陽能電池板溫度控制器的總體控制方案溫度控制方案流程圖太陽能電池板有一定的工作溫度，一般在-40℃～85℃，超過或低于這個區(qū)間的話，電池的發(fā)電效率就要隨溫度的升高或降低而大大下降。

太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)76773.光伏電池最大功率點(diǎn)的仿真與實(shí)現(xiàn)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

光伏電池的輸入輸出特性受外界環(huán)境影響，而且總會存在一個最大功率點(diǎn)，對應(yīng)最大功率點(diǎn)電壓及最大功率點(diǎn)電流。光伏發(fā)電系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤功能是在DC/DC級。把該級作為光伏電池的負(fù)載，利用Boost升壓電路來實(shí)現(xiàn)光伏電池與負(fù)載電阻的匹配來實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)，主要是靠改變占空比來實(shí)現(xiàn)的這種方法結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，而且效率高，被廣泛采用。

其實(shí)質(zhì)是使光伏電池與后級的動態(tài)負(fù)載相匹配當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化時，不斷調(diào)整開關(guān)管的占空比，實(shí)現(xiàn)光伏電池與負(fù)載的最佳匹配，獲得光伏電池的最大功率輸出。（1）Boost電路實(shí)現(xiàn)MPPT仿真原理78太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

Boost轉(zhuǎn)換電路的輸出電比輸入電壓高，屬于升壓電路，它是由儲能電感、功率元件、二極管以及濾波電容等元件組成。Boost轉(zhuǎn)換電路79太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)功率管Q截止功率管Q導(dǎo)通80太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

當(dāng)Boost電路輸出負(fù)載為純電阻時，如果轉(zhuǎn)換電路的效率為100%，則電路的輸入輸出功率相等，在忽略Boost電路自身電感及電阻的情況下，電路的等效輸入阻抗可以用公式表示為：

R'是電路的等效輸入阻抗，D為是開關(guān)的占空比，RL是負(fù)載阻抗。

81太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)（2）光伏電池MPPT原理仿真模型82太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)（3）光伏電池仿真結(jié)果分析（RL=100Ω）834.3.2并網(wǎng)PLL控制技術(shù)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

光伏陣列并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的控制主要有兩個控制閉環(huán)，即：對輸出波形的控制及對功率點(diǎn)的控制。

對輸出波形的控制要求快速，一般要求在一個開關(guān)周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)對輸出電壓或電流的跟蹤，而對光伏陣列功率點(diǎn)控制的速度要求不是很快。

為使光伏陣列所產(chǎn)生的直流電源逆變成交流電后向公共電網(wǎng)并網(wǎng)供電，就必須對逆變器的輸出波形實(shí)時跟蹤控制，使逆變器的輸出電壓波形、幅值及相位等與公共電網(wǎng)的一致，即保持同步，實(shí)現(xiàn)無擾動平滑并網(wǎng)供電。

在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)頻率的自動跟蹤，而頻率跟蹤其實(shí)質(zhì)就是相位的跟蹤，實(shí)現(xiàn)方法通常采用鎖相環(huán)技術(shù)。84太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)鎖相控制環(huán)的基本原理85太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)采用集成鎖相環(huán)電路實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)頻率跟蹤的控制框圖電壓檢測過零比較鑒相器

PD2低通濾波器壓控振蕩器CD4046B鎖相環(huán)86太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)CD4046邏輯結(jié)構(gòu)圖87太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)數(shù)字鎖相環(huán)的工作原理信號調(diào)理過零比較鑒相器

PD2壓控振蕩器數(shù)字控制884.3.3太陽能電池板趨光控制太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)太陽能電池板發(fā)電量的大小取決去照射量的大小，而在全球不同的位置，同一時間情況下，太陽的照射角度是不一樣的。太陽能電池板搭配傳感器進(jìn)行實(shí)時跟蹤太陽光線，使太陽光線能夠垂直照射到太陽能電池板，達(dá)到轉(zhuǎn)換效率盡量最大化。太陽能電池板趨光控制89太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)系統(tǒng)硬件框圖90太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)914.3.4光伏供電系統(tǒng)的充放電控制技術(shù)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)雖然功率一般不太大，但是由于太陽輻射能的不穩(wěn)定性，以及考慮到夜間的用電，需要配置有足夠容量的中間儲能環(huán)節(jié)，并且對儲能單元實(shí)施有效的能量管理?？紤]價格因素及技術(shù)成熟度因素，目前中間儲能環(huán)節(jié)大多采用的是在直流母線側(cè)裝置蓄電池，而對蓄電池的有效管理即合適的充放電控制，是保證蓄電池性能及其壽命的關(guān)鍵之一。考慮到光伏發(fā)電產(chǎn)生的直流電壓或電流的不穩(wěn)定性，而蓄電池的電壓相對穩(wěn)定，要求直流側(cè)必須裝配有相應(yīng)的直流變換器并進(jìn)行有效的控制。92太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)蓄電池始終按照可接受的電流進(jìn)行充電，那么在任何時間t，存儲于蓄電池內(nèi)的電荷量Q是從時間0到時間t的積分

鉛酸蓄電池的充放電過程受3個基本定侓支配和影響。

1）第一定律。對于任意給定的放電電流，蓄電池的充電電流接受比與放電容量的平方根成反比。2）第二定律。對于任意給定的放電量，蓄電池的充電電流接受比與放電電流的對數(shù)成正比3）第三定律。蓄電池以不同的放電率放電后，可接受的充電電流是各個放電率的可接受充電電流之和。93太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)鉛酸蓄電池的理想可接受充電曲線

在實(shí)際應(yīng)用過程中，使充電電流按照該曲線規(guī)律是有一定的困難，因?yàn)槌跏汲潆婋娏骱艽?，但是其衰減很快，維持大電流充電的時間不長。對于鉛酸蓄電池，影響蓄電池充電速度和充電電流的主要因素是充電過程中產(chǎn)生的極化現(xiàn)象。

為使蓄電池充電時間短，充電效率高，且不縮短蓄電池壽命，最好能將蓄電池的充電電壓控制在蓄電池析氣電壓以下。對蓄電池充電控制的實(shí)現(xiàn)方法有經(jīng)典控制與智能控制兩大類：（1）經(jīng)典的充電控制經(jīng)典充電控制器一般包括充電電流的檢測與自動調(diào)整、消除極化放電、自動停止充電檢測等功能，其充電流程可見圖4-44所示。（2）智能化的充電控制由于蓄電池的充電過程為非線性，為使充電過程最優(yōu)，可采用各種智能控制方法，如模糊控制方法、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制方法以及自適應(yīng)控制方法等。例如智能模糊充電器，采用模糊控制方法對充電過程進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)對充電電流的高精度控制，并保證充電各階段動作及時轉(zhuǎn)換。94太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)95太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)經(jīng)典的蓄電池充電控制流程964.3.5孤島檢測技術(shù)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)當(dāng)分散的電源如光伏發(fā)電系統(tǒng)從原有的電網(wǎng)中斷開后，雖然輸電線路已經(jīng)斷開，但逆變器仍在運(yùn)行，逆變器失去了并網(wǎng)賴以參考的公共電網(wǎng)電壓，這種情況稱為孤島效應(yīng)。孤島效應(yīng)的檢測有兩種方法，即被動檢測及主動檢測。被動檢測是指當(dāng)電網(wǎng)失電時，電網(wǎng)電壓的幅值、頻率、相位和諧波等參數(shù)上將產(chǎn)生跳變信號，通過檢測跳變信號來判斷電網(wǎng)是否失電。主動式檢測是指在并網(wǎng)點(diǎn)處向電網(wǎng)注入很小的干擾信號，通過檢測反饋信號來判斷電網(wǎng)是否失電，其中一種方法就是通過在并網(wǎng)電流中注入很小的失真電流，通過測量逆變器輸出的電流的相位和頻率，采用正反饋的方案，加大注入量，從而在電網(wǎng)失電時，能夠很快地檢測出異常值。97太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)辨識孤島效應(yīng)的計算流程圖4－45給出辨識孤島效應(yīng)的計算流程。該計算流程在對每個支路的輸入電壓和電流進(jìn)行采樣之后，計算得到頻率的改變值，并與整定頻率進(jìn)行比較，只有當(dāng)頻率變化小于整定值時才進(jìn)行進(jìn)一步的判斷。984.4光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理4.4.1獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)指光伏發(fā)電所產(chǎn)生的直流電以及經(jīng)過二次變換之后的交流電能，直接向用電負(fù)載提供，而且僅限于向負(fù)載供電的電力系統(tǒng)。但該系統(tǒng)中也需要對儲能單元進(jìn)行電能管理。獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)將太陽能電池產(chǎn)生的電能通過對蓄電池或其他中間儲能元件進(jìn)行充放電控制；或直接對直流用電設(shè)備供電；或?qū)⑥D(zhuǎn)換后的直流電經(jīng)由逆變器逆變成交變電源供給交流用電設(shè)備。99太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)獨(dú)立式光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)100太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)數(shù)字式的光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出電壓控制原理1014.4.2并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

由于光伏陣列的太陽能轉(zhuǎn)換受到太陽輻射因時因地的不同而不斷地變化，因而要求光伏陣列并網(wǎng)逆變器應(yīng)具有以下特點(diǎn)：具有較寬的直流輸入電壓范圍；具有較高的可靠性和可恢復(fù)性；具有較高的逆變效率；具有較小的輸出失真度。

光伏陣列發(fā)電的并網(wǎng)系統(tǒng)根據(jù)容量的大小，可以分為單相并網(wǎng)和三相并網(wǎng)。單相并網(wǎng)系統(tǒng)一般僅用于系統(tǒng)容量比較小的不間斷電源系統(tǒng)中，不具備真正意義上的并網(wǎng)。因而一般的并網(wǎng)系統(tǒng)指三相并網(wǎng)系統(tǒng)。1021.并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)并網(wǎng)式光伏發(fā)電系統(tǒng)的最終輸出為供電電網(wǎng)，而其直流側(cè)直接接到光伏陣列的輸出或者由光伏陣列經(jīng)過DC—DC變換后輸出。三相光伏陣列并網(wǎng)逆變器根據(jù)直流側(cè)電源的型式分為電壓型和電流型兩大類，此外，為了減小傳統(tǒng)三相并網(wǎng)逆變器的尺寸，成本，重量和提高系統(tǒng)的效率，解決漏電等問題，研究人員提出了各種新型的三相逆變器拓?fù)?，主要包括新型三相零電壓光伏逆變器，三H橋三相四線逆變器和十開關(guān)三相三電平逆變器等。103太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)（1）電壓源型光伏陣列的逆變并網(wǎng)104太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)（2）電流源型光伏陣列的逆變并網(wǎng)105太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)（3）新型三相零電壓光伏逆變器106太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)（4）三H橋三相四線逆變器107太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)（5）十開關(guān)三相三電平逆變器1082.光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)安全運(yùn)行與防護(hù)措施太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全運(yùn)行不僅涉及到自身的安全運(yùn)行，而且還直接影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠。

因而在不同運(yùn)行模式下，需要并網(wǎng)逆變系統(tǒng)采用不同的控制策略，分別采用孤島控制策略和并網(wǎng)運(yùn)行控制策略以解決光伏發(fā)電中的安全運(yùn)行問題。

在孤島運(yùn)行模式下，逆變系統(tǒng)一般可以采用具有下垂特性的電壓與頻率控制；而在并網(wǎng)運(yùn)行模式下，逆變系統(tǒng)一般采用有功與無功控制策略。1091.光伏陣列發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的保護(hù)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

光伏陣列并網(wǎng)系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的一部分，需要設(shè)計有相應(yīng)的保護(hù)和檢測裝置，還要保護(hù)光伏發(fā)電系統(tǒng)防止孤島效應(yīng)；以及需要防止線路事故或功率失穩(wěn)，低電壓穿越。因此，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)常用的保護(hù)功能有：欠電壓保護(hù)、過電壓保護(hù)、過電流保護(hù)、低頻率保護(hù)、超頻率保護(hù)、低電壓穿越和孤島保護(hù)等。

光伏并網(wǎng)保護(hù)功能一般由功率調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)，它保證在光伏逆變系統(tǒng)發(fā)生異常的時候，光伏發(fā)電系統(tǒng)不對電網(wǎng)產(chǎn)生較大的不良影響；同時也保證當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，不至于對光伏發(fā)電系統(tǒng)造成破壞。110太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)

為保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，除以上孤島效應(yīng)保護(hù)之外，還需要考慮以下保護(hù)類型：1）電網(wǎng)電壓過壓及欠壓保護(hù)；2）電網(wǎng)電壓超頻及欠頻保護(hù)；3）逆變器的交流輸出短路保護(hù)；4）逆變器過熱保護(hù)；5）逆變器過載保護(hù)；6）直流極性反接保護(hù)；7）直流過壓及欠壓保護(hù)；8）逆變器對地漏電保護(hù)以及防雷與接地保護(hù)；9）逆變器內(nèi)部自檢保護(hù)（防雷器損壞，接觸器故障，變壓器

過熱，A/D通道損壞，IGBT損壞等等）。111太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)同時，并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)還需要考慮以下的額外保護(hù)類型：1）低電壓穿越（LVRT）；2）輸出直流分量超標(biāo)保護(hù)；3）輸出電流諧波超標(biāo)保護(hù)；4）三相電網(wǎng)不平衡保護(hù)；5）并網(wǎng)系統(tǒng)存在的電磁干擾問題。1124.5光伏發(fā)電組網(wǎng)技術(shù)4.5.1分布式組網(wǎng)技術(shù)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)分布式光伏發(fā)電組網(wǎng)方式可分為：1）光伏發(fā)電站直接接入配電網(wǎng)；2）光伏發(fā)電站經(jīng)微網(wǎng)接入電網(wǎng)；3）家庭光伏能源系統(tǒng)。1131．分布式光伏發(fā)電站直接接入配電網(wǎng)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)我國的中、低壓配電網(wǎng)主要是小電流接地系統(tǒng)，采用單側(cè)電源輻射型供電網(wǎng)絡(luò)。光伏電源接入配電網(wǎng)，使配電系統(tǒng)從放射狀結(jié)構(gòu)變?yōu)槎嚯娫唇Y(jié)構(gòu)，潮流和短路電流的大小、流向以及分布特性均發(fā)生改變，原有的調(diào)壓方案不能滿足接入分布式電源后的配電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)要求，在線路發(fā)生故障后，繼電保護(hù)以及重合閘的動作行為都會受到光伏發(fā)電系統(tǒng)的影響。1142．并網(wǎng)光伏發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)微網(wǎng)概念的提出與發(fā)展是基于大最分布式發(fā)電入網(wǎng)的需求而產(chǎn)生并得到推廣的。光伏微網(wǎng)系統(tǒng)是指將光伏發(fā)電、其他穩(wěn)定電源（如微型燃?xì)廨啓C(jī)、柴油發(fā)電機(jī)、儲能裝置等）、用戶負(fù)荷及控制裝置集成起來，形成一個單一可控的單元并入電網(wǎng)（依據(jù)交換容量的大小決定并入低壓網(wǎng)或中壓配網(wǎng)），向用戶供給電能減少對電網(wǎng)的沖擊。1153．家庭光伏能源系統(tǒng)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)家庭光伏能源系統(tǒng)是并離網(wǎng)一體光伏發(fā)電系統(tǒng)，它既可并網(wǎng)運(yùn)行，亦可離網(wǎng)運(yùn)行，當(dāng)其應(yīng)用于住宅或者樓宇時，相對并網(wǎng)系統(tǒng)安全性更高，當(dāng)公共電網(wǎng)發(fā)生故障時，可離網(wǎng)給本地負(fù)載供電。同時，可以選擇性地并網(wǎng)以減緩對電網(wǎng)的沖擊，減小三相電網(wǎng)的不平衡。家庭光伏能源系統(tǒng)由光伏電池、鋰電池以及單相公共電網(wǎng)共同組成一個多端口供電網(wǎng)絡(luò)，保證家庭負(fù)載的不間斷供電。116太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)家庭光伏能源系統(tǒng)117

4.5.2集中式光伏發(fā)電集群并網(wǎng)技術(shù)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)集中式光伏發(fā)電集群并網(wǎng)技術(shù)：1．光伏電站的功率波動特性2．光伏電站集群的電網(wǎng)接入1184.6光伏發(fā)電的其他技術(shù)問題太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)光伏發(fā)電系統(tǒng)具有性能穩(wěn)定、設(shè)備壽命長、可靠性高、維護(hù)員小等一系列優(yōu)點(diǎn)。但是由于太陽能能量密度低隨機(jī)性大的特點(diǎn)，光伏發(fā)電系統(tǒng)一般投資大，發(fā)電成本高，資金回收周期長?；趩尉Ч桦姵氐墓夥l(fā)電系統(tǒng)其發(fā)電成本相對于其他可再生能源系統(tǒng)并無明顯優(yōu)勢，單晶硅電池制造過程中的高耗能和材料損耗也使得其價值遭到訴病。1194.6.1太陽光斑位置檢測技術(shù)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)光伏系統(tǒng)的日光跟蹤技術(shù)，是指在太陽運(yùn)動過程中，使日光和跟蹤裝置的受光面一直保持垂直，一旦檢測到有偏差出現(xiàn)，系統(tǒng)會很快調(diào)整電機(jī)使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)到相應(yīng)的位置，使得面積有限的太陽能接收板在單位時間內(nèi)接收到盡可能多的輻射能。日向跟蹤主要有兩種方式：基于感光器件的日光跟蹤方法和基于圖像處理的日光跟蹤方法。基于圖像處理的日光檢測跟蹤方法利用CCD(或CMOS)攝像頭采集太陽光斑圖像。1204.6.2光伏聚光技術(shù)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)怎樣才能減少光伏電池材料的使用量，從而降低光伏發(fā)電的成本是光伏發(fā)電能否得到普及的關(guān)鍵問題之一。降低光伏發(fā)電成本的有效途徑之一是采用聚光型光伏發(fā)電系統(tǒng)，這種系統(tǒng)以小面積的光伏電池轉(zhuǎn)換大面積受光面接收的太陽能，從而大幅度降低相同發(fā)電容量系統(tǒng)的造價，同時節(jié)約了昂貴的光伏電池原材料如高純硅的消耗。光伏電池輸出功率大致與接受的光照強(qiáng)度成正比。1211.拋物面反射鏡聚光太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)凹面鏡和凸透鏡是人們熟悉的兩種光學(xué)器件，它們分別利用反射和折射來實(shí)現(xiàn)對平行光線的聚集。典型的聚光凹面鏡采用拋物面，另有一種槽型拋物面聚光系統(tǒng)采用的是其截面為拋物線的柱面。前者將陽光聚集到焦點(diǎn)附近的光伏電池上，而后者則將陽光聚集到條狀的光伏電池上。太陽的張角122太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)對于陽光聚集系統(tǒng)來說，無論是點(diǎn)聚焦還是線聚焦，在焦點(diǎn)平面上聚集的陽光并非為一點(diǎn)或一條直線，而是太陽的實(shí)像光斑或光帶。槽型拋物面聚光系統(tǒng)的制作相對容易，而大面積的拋物面反射鏡的制作則較為困難，因此可以采用將拋物面離散化的方法，以多平面鏡陣列來模擬拋物面，形成大面積聚光裝置。拋物面聚焦原理1232.多平面鏡聚光裝置太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)利用多個平面鏡反射聚光的辦法是一種很好的對光伏電池板進(jìn)行聚光的辦法，一個多平面鏡聚光系統(tǒng)的方案如光伏電池圖所示，在這種聚光系統(tǒng)中光伏電池位置固定，采用了多個平面鏡將各自接受的陽光反射到光伏電池表面，其優(yōu)點(diǎn)在于以廉價的平面鏡的面積替代了昂貴的光伏電池面積，具有效果明顯、成本低廉、易于更換維護(hù)等特點(diǎn)。多平面鏡聚光系統(tǒng)1244.6.3光伏散熱技術(shù)太陽能、光伏發(fā)電與控制技術(shù)光伏組件是光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其在吸收太陽光照發(fā)電的同時，表面溫度也會有所升高。光伏組件表面溫度每升高1℃，輸出功率將降低0.4%～0.5%，而效率將同比下降0.08%～0.10%。以1MW光伏電站為例，在輻照度為1000W/m2、組件溫度為25℃的標(biāo)準(zhǔn)測試條件下，組件表面溫度每升高1℃，電站的輸出功率將降低4000～5000W。而通常情況下，光伏組件的表面工作溫度將升高10℃，達(dá)到35℃左右，1MW光伏電站每小時少發(fā)電40～50kWh；若按每天平均有效發(fā)電小時數(shù)4h計算