家用光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)可行性及影響因素分析目錄 1 1 1 1 2 4 4 4 5 51.1家用光伏發(fā)電系統(tǒng)所在地氣候概況甘肅省位于我國的西北地區(qū)，而蘭州市位于甘肅中部，東經(jīng)103°40′,整體屬溫帶大陸性氣候。年平均氣溫10.8℃,夏無炎暑，冬無嚴(yán)寒。蘭州的年均日照時(shí)數(shù)約為2443h,年平均降水量326mm,降水量較多的月份主要集中在69月。水平面年平均輻射量為1517.39kWh/m2,早晚溫差大。區(qū)太陽輻照強(qiáng)度最大主要集中在五至八月，具備了建設(shè)1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)可行性分析進(jìn)行分析，可以獲取該城市的太陽輻射強(qiáng)度、地理位置如果在PVsyst中沒有所設(shè)計(jì)地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)，則可以將Meteonorm中的氣象數(shù)據(jù)導(dǎo)入到PVsyst中，來供設(shè)計(jì)使用。范圍內(nèi)7756個(gè)氣象站的數(shù)據(jù)，其中包括我國的98個(gè)氣象觀測站。在軟件中輸入經(jīng)緯度坐標(biāo)或者手動(dòng)搜索，就可以顯示項(xiàng)目地的所有氣象數(shù)據(jù)。此外該軟件還支持PVsyst模式，可以將所得到的氣象導(dǎo)入到PVsyst中，可提供降水量、日照時(shí)長、輻射量、溫度等數(shù)據(jù)，并以圖表的方式展現(xiàn)出來，界面整潔大方可以很清晰的了解到所有的氣象參數(shù)15。1.2.2系統(tǒng)建設(shè)可行性分析可以根據(jù)每年、每季度、每月的各項(xiàng)氣象數(shù)據(jù)來確定光伏系統(tǒng)建設(shè)的可行性，而這些氣象數(shù)據(jù)取決于地理緯度的高低、天氣和氣候特點(diǎn)、晝長的長短、海拔的高低等地理環(huán)境因素都會(huì)影響著光照資源的分布，其中最重要的指標(biāo)是日照時(shí)數(shù)和輻射強(qiáng)度。日照時(shí)數(shù)的多少由晝長和晴天的數(shù)量決定，晝長長短由緯度決定，晴天可以通過氣象數(shù)據(jù)分析。輻射強(qiáng)度受緯度因素、海拔高低，大氣的潔凈程度等因素影響。通過對(duì)日照時(shí)數(shù)和輻射強(qiáng)度的分析進(jìn)而對(duì)太陽能資源的分布進(jìn)行分析[16]。圖1.1和圖1.2為蘭州地區(qū)全年中月平均日照時(shí)數(shù)和全年月均光照輻射量示意圖?？梢钥吹教m州地區(qū)的日照時(shí)數(shù)主要在五至八月份呈最大趨勢，其余月份的日照時(shí)數(shù)與這幾月日照時(shí)數(shù)相差在一到兩小時(shí)，蘭州市的全年日照時(shí)數(shù)較為平均。全年中的輻射量最大值主要集中在五至七月，冬季輻射量較小，夏季較多，而一般夏季用電量較多，蘭州市的年均輻射量滿足建設(shè)家用光伏系統(tǒng)的要求。Sunshineduration[h]CAstr除了上述的日照時(shí)數(shù)和輻射量以外，還有溫度、氣象變化趨勢等都會(huì)影響到光伏電站的工作性能，這些因素的分析也同樣重要。對(duì)晶體硅光伏電池性能有影響的因素主要有輻射強(qiáng)度、環(huán)境溫度和太陽輻射量。其中輻射強(qiáng)度會(huì)影響光伏電池的電流輸出，輻射強(qiáng)度越強(qiáng)，光伏電池的輸出電流越大，其發(fā)電性能也變強(qiáng)，反之則會(huì)減少。研究表明，光伏電池的輸出電壓會(huì)受到環(huán)境溫度影響，當(dāng)環(huán)境溫度過高時(shí)，電池的溫度也會(huì)升高，輸出電壓會(huì)降低，發(fā)電量減少。反之，當(dāng)環(huán)境溫度下降，組件發(fā)電量也逐漸增加[17。還有像降水量、氣壓、濕度和風(fēng)速等其他因素都會(huì)影響到光伏電池的發(fā)電性能，其中風(fēng)速是保障光伏組件安全運(yùn)行的重要因素，也會(huì)影響到組件的發(fā)電性能。在適當(dāng)?shù)娘L(fēng)速下，可以加速組件表面空氣流動(dòng)，降低組件表面溫度，可以讓組件在一個(gè)正常的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。而一定的降水也有利于組件發(fā)電，一些雨水就可以不定期的對(duì)組件表面的灰塵、污垢進(jìn)行清除，保持組件表面的清潔[181。圖1.3和圖1.4分別為設(shè)計(jì)地的全年每月氣溫變化范圍和月平均降水量圖表數(shù)據(jù)，從上述的氣象數(shù)據(jù)中可以分析得出全年總輻射的變化與環(huán)境溫度呈正相關(guān)。其中夏季輻射總量高，冬季小，五月份為全年輻射量最高的月份。大氣平均氣溫度最高的月份出現(xiàn)在七月份，因此可以看出，總輻射量的變化對(duì)大氣溫度也存在一定的影響，但并非為主要因素。其中六月份是太陽輻射被削弱量最高的月份，與大氣溫度最高的七月份接近。根據(jù)全年月均降水示意圖分析可得，六月和七月降水較多，陰雨天氣多，云層對(duì)太陽輻射的削弱作用最強(qiáng)，從而到達(dá)地表的太陽輻射減弱。Precipitation[mm]-→Dayswith通過對(duì)蘭州地區(qū)的太陽輻射量和其他一些氣候數(shù)據(jù)分析可知，蘭州地區(qū)擁有充足的太陽能資源，降水量較少，是甘肅省太陽能資源較為豐富的地區(qū)，具有較高的利用價(jià)值，適合建設(shè)家用型光伏系統(tǒng)。1.3影響光伏發(fā)電的主要因素1.3.1太陽輻射強(qiáng)度建設(shè)光伏電站的首要考慮因素是太陽能資源，只有輻射強(qiáng)度滿足需求，光伏電站才能有效發(fā)電。利用軟件Meteonorm可以獲得蘭州地區(qū)準(zhǔn)確的輻射強(qiáng)度，一般獲取的數(shù)據(jù)都包括設(shè)計(jì)所在地的大氣質(zhì)量、氣象條件、經(jīng)緯度、海拔、光資源分布、連續(xù)陰雨天數(shù)等數(shù)據(jù)。1.3.2光伏發(fā)電系統(tǒng)容量在進(jìn)行光伏電站初步設(shè)計(jì)時(shí)，要準(zhǔn)確獲得用戶的平均日用電量是非常關(guān)鍵的，這直接關(guān)乎著整個(gè)系統(tǒng)的成本造價(jià)。若裝機(jī)容量選擇過大時(shí)，會(huì)對(duì)資源進(jìn)行浪費(fèi)，并且會(huì)提高成本；當(dāng)選擇的系統(tǒng)容量過小時(shí)，會(huì)無法