【光伏技术讲座】（一）发电总体效率取决于哪些因素？

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要稳定运营百万瓦级光伏电站并提高其盈利能力，“发电运营商”必须具备最低限度的电气设备知识，并构建和运用合适的光伏发电系统。对于新涉足百万瓦级光伏电站业务的企业所面临的一些百万瓦级光伏电站相关基本技术问题，日本最大的百万瓦级光伏电站用途功率调节器（PCS）厂商东芝三菱电机产业系统公司（TMEIC）技术人员伊丹卓夫将为您作出解答。

光伏发电系统的总体效率有两个要素，一个是太阳能电池板本身的转换（发电）效率，另一个是如何将太阳能电池板所发电力的损失（Loss）降至最低，以将更多的电力输入电网卖出去。后者取决于太阳能电池板的发电量与在并网接入点输出的电量之间的差额。这种电量之差被称为“中间损失”。一般来说，太阳能电池板的转换效率容易成为关注的焦点，但即便转换效率低一些，只要增加电池板的面积及数量，就能获得相同的发电量。对于百万瓦级光伏电站的系统设计来说，如何降低所发电力的“中间损失”，这一视点非常重要。

关于太阳能电池板的转换效率，需要留意的一点是，构成电池板的电池单元（发电元件）的温度会导致效率下降。尤其是使用结晶硅类单元的电池板，温度上升会导致转换效率明显降低。太阳能电池板的转换效率是在电池单元温度为25℃时测量的数值，但电池单元的温度达到25℃时，周围的气温往往会比之低20℃～30℃，在日本，只要不是冬天，就很难达到产品目录上的转换效率。

日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的“大规模光伏发电系统导入指南及辅助工具”称，“中间损失”高达约20％。引起损失的原因有几个，首先是布线造成的损失。布线越长，这种损失越大。NEDO的指南称，PCS之前的直流电布线部分会损失10％，PCS将直流电转换为交流电时会损失4.3％，从PCS到电网的交流电布线部分会损失1.6％。再加上远程管理系统及监控设备所需电源等站内负载（2.0％）、PCS机箱内冷却所需的功耗（1.1％）及PCS的待机功耗（1.6％），中间损失约为20％。顺便一提，TMEIC生产的PCS的效率为97％，采用这种PCS时，损失只有3％。

太阳能电池板产生的电力在逆流入电网卖出之前，会损失20％左右。（出处：由作者根据新能源产业技术综合开发机构（NEDO）的“大规模光伏发电系统导入指南及辅助工具”删改而成）

提高百万瓦级光伏电站系统总体效率的方法主要有三个，（1）缩短布线、（2）提高太阳能电池板及PCS等发电设备的效率、（3）提高用于并网的升压变压器的效率。

要缩短布线，太阳能电池板与PCS的配置十分重要。原因是，这会影响到太阳能电池板到PCS、以及PCS到电网接入点的布线长度。大多数光伏电站都会在铺设的太阳能电池板正中间配置PCS，并从此处开始一直到电网接入点，均沿着直线进行布线，采用这种设计的原因是因为总布线长度最短。

关于提高升压变压器的效率，因这种设备是日本节能法领跑者制度的对象，各公司展开了技术开发竞争，如果光伏电站选择高效率的产品，损失就会相应减少。从下次开始，介绍通过改进PCS来增加发电量并提高发电效率的内容。（作者：伊丹卓夫，日经能源环境网 供稿）