技术

　　要稳定运营百万瓦（MW）级光伏发电业务并提高盈利能力，发电运营商必须具备电气设备知识，构建并运营适合的光伏发电系统。日本最大的MW级光伏逆变器（PCS）厂商东芝三菱电机产业系统（TMEIC）的技术人员、同时也是“百万光伏商务网”顾问的伊丹卓夫，将通过本连载解答光伏电站的一些基本技术问题。 

　　与光伏发电系统的总体效率相关的有两个要素，一个是太阳能电池板本身的转换（发电）效率，另一个是如何使太阳能电池板所发电力损失最小地并入系统电网。后者取决于太阳能电池板的发电量与在系统电网接入点位置输出的电量之差。这一电量差被称为“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，但增加电池板的面积及数量，就能获得相同的发电量。所以对于MW级光伏电站的系统设计来说，如何降低“中间损失”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，电池板上的电池单元（发电元件）的温度会会左右发电效率。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下降。太阳能电池板的转换效率通常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，除非在冬季，否则很难达到产品目录上标明的转换效率。 

　　关于“中间损失”，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）发布的《大规模光伏发电系统导入指南及辅助工具》（以下简称《指南》）介绍称，这种损失高达约20％。造成损失的原因有好几个，首先是布线造成的损失。布线越长损失越大。《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到系统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电源等站内负荷（2.0％）、为PCS机箱散热的功耗（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，转换损失只有3％。 

　　提高MW级光伏电站系统总体效率的方法主要有以下三个：（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）提高接入电网时使用的升压变压器的效率。 

　　缩短布线方面，太阳能电池板与PCS的配置十分重要，因为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的长度。大多数光伏电站都会在铺设的太阳能电池板的正中间配置PCS，然后从此处开始沿直线将电线铺设到电网接入点，其原因就是这种方式的总布线长度最短。

　　提高升压变压器的效率方面，由于这种设备是日本《节能法》中“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。本连载将从下一篇开始介绍如何通过改进PCS来增加发电量并提高发电效率。（撰稿人：伊丹 卓夫，东芝三菱电机产业系统）