逆变器并联失配

光伏电站系统效率定义和计算方法

本文深入解析了光伏系统效率（PR）这一重要概念及其计算方法。系统效率(PR)是指光伏电站的平均发电效率，涉及太阳能电池的衰减、低压系统损耗、逆变器效率、变压器及电网损耗等多方面因素。PR的计算公式为PRT=ET/(Pe*hT)，其中ET为T时间段内光伏电站上网电量，Pe为光伏组件标称装机容量，hT为T时间段内的峰值辐照小时数。

历史数据显示，自1980年代至2000年代，PR值在不同国家和时期有显著变化，从50%-75%发展至50%-90%。这一趋势表明，随着技术进步和设计优化，光伏系统的效率不断提高。

影响系统效率(PR)的因素包括组件功率衰减、串并联失配及阴影、电池组件温度系数损耗、灰层积雪遮挡损失、逆变器损耗、变压器损耗以及线损等。组件功率衰减要求选择高质量组件以减少第一年2%-3%的功率衰减。组件串并联失配和阴影损失可高达3%，需采取措施减少阴影影响。温度系数损耗通常在4%左右，需关注温度对发电量的影响。灰层积雪遮挡损失约为4%-6%，应定期进行清洁以保持系统效率。逆变器和变压器损耗分别在2%和3%左右，需选择高效设备以减少损耗。线损则在2%左右，需优化系统设计以降低损耗。

提高系统效率(PR)的方法包括优化组件选择、采用抗阴影设计、改进系统布局、选择高效逆变器和变压器、降低线损、合理设计支架等措施。此外，通过智能运维系统进行预测性维护和故障诊断，可以进一步提升系统效率。尽管PR值越高意味着更高的发电量，但经济性和投资回报率也是客户需要考虑的因素。因此，在实际应用中，应综合考虑多方面因素，以实现最佳的系统性能和经济效益。

什么是光伏串并联失配现象?

在光伏发电系统中，为了满足实际功率需求，光伏组件通常以串联并联方式构成阵列。然而，由于各个组件电性参数不一致或发生遮蔽、老化等现象，导致串并联输出功率小于单个组件输出功率之和，这种现象称为“失配损失”。随着电站运行年限增加，失配损失将影响发电量。

传统集中式系统由于不可预见因素导致功率损失。解决局部阴影问题，需使每个光伏组件工作在最大功率点，但控制复杂，无法彻底解决失配问题。在串联连接时，电流不匹配导致阵列工作状态异常，形成热斑，降低效率。并联连接时，电压不匹配则产生环流热斑和环流，使组件处于消耗功率状态，损害寿命。

为消除失配影响，可使用功率优化器。功率优化器为每块组件提供独立的MPPT功能，监控并优化电能输出。即使阵列中任意组件出现失配，其他组件仍能输出最大功率，补偿发电量损失。优化器具备最大能量采集、数据采集和通讯功能，易于安装于不同规模并网系统。

功率优化器原理是通过DC-DC控制电路调整组件输出电流，使其与其他组件匹配。在阴影遮挡情况下，优化器提升电流至正常水平，减少功率损失。每块组件独立工作，不受其他影响，始终输出最大功率值。组件级优化器也可实时与逆变器通讯，按指令输出最优电压点。

通过实际场景实验，功率优化器对发电量的提升情况有很大影响，与电站配置、运行年限等因素相关。使用PVsyst软件模拟优化器系统，结果显示使用优化器后，电性能失配损失降低，全年发电量增益明显。然而，模拟精确度仍需提高。

总结，光伏阵列电流失配导致效率下降，分布式功率优化器为解决此问题提供了途径。优化器在单个组件接入，提高发电效率，减少失配损失。通过实验数据，可预测成本回收期，为电站优化运行提供参考。

光伏组串失配是什么意思

四个串起来为一组，一共两组的意思。就是8块板子，可以对其进行最大功率跟踪。通常逆变器的输入电压为12V、24V、36V、48V也有其他输入电压的型号，而输出电压一般多为220V，当然也有其他型号的可以输出不同需要的电压。逆变器的关键参数是：输出功率、转换效率、输出波形质量。只要比较一下这些参数就知道这款逆变器质量如何了。逆变器是一种常用设备，只要是属于常用型号，一般在电气维修点以及几乎所有的电子市场都会有售的，而且只要是技术还可以的电气维修店都是可以维修的，电子市场就更可以维修了。如果是非常用型号或者功率很大的情况下就只能去电子市场或者网上定制了。逆变器是把直流电能转换为交流电能的设备。它与整流器的作用相反，整流器是将交流电能转换为直流电能。逆变器由逆变桥、控制单元和滤波电路组成。广泛应用于空调、电动工具、电脑、电视、洗衣机、冰箱、按摩器等电器中。

光伏发电如何选择逆变器？

最好用3000W的逆变器，本身空载用电不多，还能可靠的、放心的工作。

负载分电热负载和电动负载两类。标1000W的电热负载消耗功率就是1000W，而标1000W的电动负载消耗功率却是1300W左右，这是因为所标的1000W是输出的机械功率，是扭矩与转速的乘积除以常数9550（9550=60（秒）乘以1000（千瓦）除以2π（圆周做功）），实际耗电是电压与电流的乘积再乘功率因数（电流落后于电压相位角的余弦值），这本来就不是一回事。所有电动机都有一个效率问题，也就是不可能全部电能都变成机械能。一般的讲，电动机质量越好，效率越高。全铜线电机就比铝线电机效率高，定子和转子之间的间隙越小效率越高。用无氧铜绕成的电机比普通铜效率高，硅钢片的质量也有很大关系。总之，电动机发热越少，效率越高。

起动的时候电流甚至达到正常工作电流的5至7倍。电动负载最好用5000W逆变器。

2-12. 如何设计离网太阳能供电系统

答：

首先要明确使用要求：

一、先计算负载容量

1.照明用负载容量，2.动力用负载容量，3.加热用负载容量。负载容量就是所有用电器具的电功率乘以用电时间的全部乘积之和。

例如：1.照明灯5盏，3盏7瓦的，两盏15瓦的，合计51瓦，每天17点到23点照明6小时。

计算：51瓦×6小时=306瓦时=0.306千瓦时（1千瓦时=1度电=1000瓦时）。

2.冰箱1台，功率100瓦，24小时间歇工作，每日耗电1.5度。

3. 42寸LED电视机1台，耗电70瓦，每天5小时，日耗电0.35度。

4. 台式电脑一台，耗电150瓦，每天6小时，日耗电0.9度。

四项合计每日总耗电量：0.306千瓦时+1.5千瓦时+0.35千瓦时+0.9千瓦时=3.056千瓦时，大约每天3个字，也就是3度电。

二、计算太阳能电池板（光伏板）

每块光伏板参数：尺寸：1.95m×1m=1.95平米，功率：360瓦，开路电压：45伏，工作电压：37伏，工作电流：9.19安培。

可选用4块，总功率：1440瓦，每小时可发电1.44度，按（冬天）每天四小时，每天可发电5.76度，可完全满足日耗3度的用电量。安装时两块并联，再串联。开路电压：90伏，工作电压：74伏，工作电流：18.38安培。

三、计算电瓶（铅酸蓄电池）

可选用6块12伏100安时的蓄电池串联使用，总电压72伏，容量100安时。总储电量7200瓦时，也就是7.2度（千瓦时）。

由于蓄电池容量原因，如果是天天晴天，每日光伏板发的电负荷用不完，多余的还能充入蓄电池，用电当然没有任何问题，第二天、第三天阴天，也没有问题，但是第四天再连阴天，蓄电池的电将耗尽！蓄电池的电耗尽后，如果一周得不到充电，蓄电池将永久性损坏！此时，必须将蓄电池运到通电的地方去充电。充足后运回来还可以用两天。

若想阴天多用几天，就要成组地增加蓄电池，一组6块，两组12块就能用4天，三组18块就能用一周了。

再一个办法就是少用电，例如电视换17寸，耗电20瓦左右，电脑换笔记本电脑，耗电16瓦左右。电灯换LED灯泡，又亮又省电，还寿命长不怕闪。

四、附件选用

逆变器可选用72伏变220伏，3000瓦的，价格300元左右。

考虑到冰箱起动电流较大，选用大功率的逆变器可保证冰箱的正常使用，用电也费不太多。

充放电控制器，选72伏，20安培的那种。

导线使用2.5平方的（指平方毫米，简称，和房子的平方不是一回事）或4平方的，导线粗可以提高效率，省电且安全。

容配比是什么？容配比有什么影响吗？

容配比是指光伏电站中组件标称功率与逆变器额定输出功率的比例。光伏应用早期，系统一般按照1∶1的容配比设计。

在辐照度低于标准条件（1000W/m2）下的这类地区，同时受温度等因素影响，光伏组件长时间输出功率达不到标称功率，导致逆变器长期不能满载运行，造成了逆变器的容量浪费。

容配比影响因素：

光伏组件的功率均按照标准条件（STC：组件温度25℃，辐照度1000W/m2）标定，实际应用中，各地区的光照条件、环境温度、组件安装方式均不同。

同时考虑灰尘遮挡、组件失配以及组件输出到逆变器之间直流线缆损耗等因素，逆变器的实际输入功率远小于组件的标称功率。

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