王东宁
摘要：在国家“碳达峰、碳中和”以及构建新型电力系统背景下，发展可再生能源已经成为我国能源发展的必然趋势，目前光伏发电项目技术已日趋成熟，随着新能源发电占比的不断增加，电网对新能源发电的稳定性和利用率提出了更高的要求，光伏发电系统设计是否合理对项目发电利用小时数及稳定性运行起到决定性作用。就现阶段而言，我国光伏发电系统设计中还存在一些问题，一定程度上影响了光伏项目的高质量运行，需要加以重视和改进。基于此，本文将围绕光伏发电系统设计的相关内容展开论述，然后分析当前影响光伏发电系统效率的相关因素，最后探讨关于光伏发电系统设计的有效策略。
关键词：光伏;发电系统;技术要点
前言
随着社会经济的蓬勃发展以及新型能源电力系统的加快构建，人们对电能质量的要求也越来越高，随着新能源在电源占比逐渐升高，为了更好地保障电网安全及高效利用，就需要更加重视光伏项目的发电系统设计。对于光伏发电项目来说，其在电源端占比快速增加，作为电力系统的电源端，保障其高效稳定运行，对保障电网安全运行及人民群众的用电需求具有重要意义。
一、光伏发电系统的概述
光伏，即光伏发电系统，是利用半导体材料的光伏效应，将太阳辐射能转化为电能的一种发电系统。光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统，独立的光伏发电系统主要用于能够消纳光伏所发电量的用工业用户以及远离公共电网的无电地区和一些特殊场所;并网光伏系统为与公共电网连接且共同承担供电任务的太阳能光伏发电系统。光伏发电系统是由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电控制器、逆变器、交流配电柜、太阳跟踪控制系统等设备组成。
二、影响光伏发电系统的因素
（一）光伏组件的影响
太阳电池是将太阳辐射能直接转换成电能的一种器件，是光伏发电最基本的元件。迄今为止，人们研究了100 多种不同材料、不同结构、不同用途和不同形式的太阳电池。商用的太阳电池主要有：单晶硅电池、多晶硅电池和薄膜电池等。
目前占生产、市场和应用主导地位的是晶体硅太阳电池，市场占有率超过90%，薄膜电池市场占有率不足10% 。太阳能组件选型主要影响表现在：目前光伏组件种类繁多，光伏组件是光伏发电系统的核心部件，光伏组件选择是否合理直接影响着整个光伏发电系统的发电性能以及发电效率。
（二）光伏方阵的运行方式的影响
光伏组件的运行方式有固定式和自动跟踪式两种形式。固定式：光伏方阵固定安装在支架上，混凝土屋面一般朝正南方向放置，且有一定的倾角。自动跟踪系统：包括单轴跟踪系统和双轴跟踪系统。单轴跟踪系统以固定的倾角从东往西跟踪太阳的轨迹，双轴跟踪系统可以随着太阳轨迹的季节性位置变换而改变方位角和倾角。光伏方阵的运行方式主要影响表现在光伏组件方阵的运行方式对系统接收到的太阳总辐射量有很大的影响，从而影响到光伏供电系统的发电能力。
（三）逆变器选型的影响
众所周知，光伏电池组件所发电量为直流电，如果要转换成我们日常所使用的交流电就需要逆变器进行转换。光伏逆变器（PV inverter或solar inverter）可以将光伏（PV）太阳能板产生的可变直流电压转换为市电频率交流电（AC）的逆变器，可以反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。光伏逆变器是光伏发电系统中重要的系统平衡之一，可以配合一般交流供电的设备使用。目前，国内市场上逆变器主要分为集中型逆变器、组串型逆变器。逆变器选型的重要性不言而喻，逆变器配置方案是否合理对于提高太阳能光伏系统发电效率，减少运行损耗，降低光伏并网电厂运营费用以及缩短电厂建设周期和经济成本的回收期具有重要的意义，同时合理的配置方案和合理的電气一次主接线对于我国大规模的光伏并网电厂建设具有一定的示范意义。
（四）光伏组件清洗方案影响
光伏组件表面的清洗可分为定期清洗和不定期清洗。光伏组件清洗方案主要影响表现在因光伏发电区建设地点分布较广，区域内及附近地区的灰尘及杂物等，随空气的流动，会附着在太阳能电池组件的表面，影响光伏电站光电的转换效率，降低其使用性能。甚至还会引起太阳能电池局部发热而烧坏太阳能电池组件，因此光伏组件清洗方案合理性至关重要。
三、关于光伏发电系统要点的策略分析
（一）因地制宜选择光伏组件
在光伏组件选型设计中，光伏组件的选择应综合考虑目前已商业化的各种光伏组件的产业形式、技术成熟度、 运行可靠性、未来技术发展趋势等，并结合电站周围的自然环境、施工条件、交通运输 的状况，经技术经济综合比选合适的光伏组件类型。类如：单晶硅、多晶硅电池因其制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效 率相对较高等特点，被广泛应用于大型地面电站。非晶硅薄膜太阳电池由于其稳定性差、光电转化效率低、使用寿命短等因素，在兆瓦级地面电站的应用受到限制。另外，非晶硅薄膜电池在国内产能小，量化生产的厂商少。因此在进行光伏组件选型设计时，应综合考虑组件效率、建设场所、技术成熟性、市场占有率，因地质疑选择光伏组件的类型。
（二）优化电池阵列运行方式设计
在电池阵列运行方式设计中，固定式初始投资较低、且基本免维护。单轴跟踪式：它通过围绕位于光伏方阵面上的一个轴旋转来跟踪太阳。斜单轴跟踪系统能够提高安装组件整体发电量20%以上。双轴跟踪式：它有两个可以旋转的轴，通过旋转这两个轴可使得方阵面始终和太阳光垂直，从而最大可能捕获太阳能。双轴跟踪系统能够提高安装组件整体发电量35%以上。
结束语
综上所述，通过对光伏发电系统设计要点进行分析优化，有利于保障光伏电站发电系统良好运行，提高光伏电站的稳定性和利用率，更好地保障电网安全，满足人们日益增长的用电需求。因此，相关工作人员必须要重视光伏发电系统设计的要点分析，并深刻认识到影响光伏发电系统设计的因素，积极寻求应对策略，并不断地在实践中总结经验和教训，优化设计，更好地发挥设计的合理性、先进性，保证光伏电站的高效运营，促进我国电力行业迈上新的台阶。
参考文献
[1]伍运兴. 对分布式光伏发电系统设计要点的分析[J]. 工程技术（文摘版）：00040-00040.
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