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为什么冬季南方比北方的光伏发电量高?

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发表于 2019-3-16 17:16:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
我国太阳年辐射总量,从整体来说,西部地区高于东部地区,除西藏和新疆两个自治区外,基本上是南部低于北部。太阳能随着纬度的升高而增长。


太阳总辐射存在明显的季节变化。以甘肃为例,夏季太阳总辐射最强,达1985.6MJ/㎡,平均太阳总辐射为冬季的一倍以上;次强为春季,达1785.0MJ/㎡;秋季为1251.5MJ/㎡,最弱的是冬季仅为967.6MJ/㎡。

一般来说,如果安装太阳能,北方发电量要比南方高,特别是夏天,一个10kW电站,同样的组件河北要比广东每个月要多发40度电,但是,并不是一定四季北方都比南方发电量高,在12月到2月之间,南方比北方发电量高。

古瑞瓦特逆变器MATRIX TL3-SE

出现这种情况,主要和气候有关,下表是北京、江西、广东3个地方5kW光伏电站1年实测光伏发电量的实测数据。



从上述数据可以看到,3个地方都是夏季发电量最高,冬季最低,但是低纬度的广东变化幅小,纬度高的北京年变化幅度大。纬度越高,春季与秋季变化速度越快。

产生这种现象的原因是北方纬度高的地区降水很少,多晴朗天气,大气对太阳辐射是反射和散射少,太阳辐射强。南方春夏降水丰富,特别是6月多雨天气,云层厚度大,云层对太阳辐射的反射和散射多,太阳辐射弱一些。所以夏季北方发电量高。而到了冬天,南方降雨量也不大,北方则是雾霾和雨雪天气增加,白天时长也比南方短,因此发电量就比不上南方。

下面再以哈尔滨、北京、常州、温州、东莞、三亚等6个地区的方阵总辐射量数据,光伏支架按最佳倾角正南方向安装。

数据来源:坎德拉PV,数值单位:kWh/㎡

从上表可以看到,哈尔滨3月份辐射量最好,12月最低,相差1.96倍;三亚5月份最高,12月最低,相差1.32倍。

冬夏季发电量差异对系统设计的影响:

1、对于分布式光伏并网项目,光伏发电和电网相连,这个差异对系统没有影响。

2、对于光伏离网系统,组件设计的基本满足光照最差季节的需要,但在高纬度地区,最差季节的光照度远远低于全年平均值,如果还按最差情况设计太阳能电池组件的功率,那么在一年中的其他时候发电量就会远远超过实际所需,造成浪费。这时可以考虑适当加大蓄电池的设计容量,增加电能储存,使蓄电池处于浅放电状态,弥补光照最差季节发电量的不足。另外,适当增加组件倾角,也可以增加冬季发电量。

3、有的项目要求光伏系统尽量平滑输出,组件比逆变器超配很多,这些项目在低纬度地区比较容易实现,在高纬度地区,夏季发电量浪费比较多,冬季又不能实现平滑输出,要慎重考虑。
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