摘要：在高海拔荒漠地區(qū)，采集兩個光伏電站的發(fā)電數(shù)據(jù)，繪制一年中每月的發(fā)電量、月平均利用小時、月累計輻照度之間的曲線圖，對比分析三者之間的關(guān)系，結(jié)果表明，不同光伏電站，三者關(guān)系呈正相關(guān)，三者曲線走勢基本一致。在該地區(qū)搭建實驗平臺，利用光照強度檢測儀和功率記錄儀，采集光照強度和光伏組件的實際功率，通過MATLAB軟件繪制兩者的曲線圖，結(jié)果表明，無論是光伏電站還是光伏組件，光照強度對其影響基本一致，且光照強度與發(fā)電量關(guān)系呈高度正相關(guān)。

關(guān)鍵詞：高海拔;光伏電站;光照強度;輻照度;正相關(guān)

0 引言

國家能源局下發(fā)的《太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中指出：在青海、內(nèi)蒙古等高海拔地區(qū)（太陽能資源好、土地資源豐富），充分建設(shè)太陽能發(fā)電基地，其中青海省2020年光伏發(fā)電建設(shè)規(guī)模達1 000萬kW。青海省大部分市區(qū)屬于高海拔荒漠地區(qū)，地緣遼闊，無遮擋光伏電池板的樹木或建筑物，空氣稀薄，云量少，透明度高，太陽能輻射度高，日照時間長，太陽能、土地資源優(yōu)勢明顯。天然的優(yōu)勢為光伏電站的建設(shè)提供了有力保障[1]。

隨著光伏電站裝機容量的擴大，高海拔荒漠地區(qū)的特殊環(huán)境因素對發(fā)電量的影響亟待研究[2]，本文采集了位于高海拔荒漠地區(qū)的錫鐵山電站、烏蘭電站的相關(guān)發(fā)電數(shù)據(jù)，對比分析了一年中兩個電站的每月發(fā)電量、月平均利用小時、月累計輻照度的關(guān)系。為了驗證光照強度對光伏組件和對整個光伏系統(tǒng)的影響是否一致，在高海拔荒漠地區(qū)搭建實驗平臺，以每分鐘為采樣單位，采集每天的光照強度和光伏組件發(fā)電量數(shù)據(jù)，并用MATLAB編程處理龐大的數(shù)據(jù)，繪制兩者的曲線圖，結(jié)果表明，無論是光伏電站還是光伏組件，高海拔荒漠地區(qū)的光照強度對其影響基本一致，無論是月累計輻照度還是每天的光照強度，都與相對應(yīng)的發(fā)電量曲線走勢高度一致，呈正相關(guān)，這也表明輻照度是發(fā)電量非常重要的影響因素。

1 光伏電站數(shù)據(jù)分析

高海拔荒漠地區(qū)的錫鐵山電站和烏蘭電站在一年中的月發(fā)電量、月平均利用小時與月累計傾角輻射量之間的曲線圖如圖1所示，2個電站的曲線走勢具有統(tǒng)一的共性。

由圖1可得出以下結(jié)論：

（1）2個電站均在3月份發(fā)電量最大，從環(huán)境角度分析，3月份高海拔地區(qū)天氣晴朗，光照強度高，溫度適宜，由于2月份的雨雪沖刷，組件的清潔度較好，因此組件光電轉(zhuǎn)換效率較高，3月發(fā)電量在全年中最大。

（2）在一年發(fā)電周期內(nèi)月發(fā)電量和月累計傾角輻射量的關(guān)系基本呈正相關(guān)，但在5月份，月累計傾角輻射量較高，月發(fā)電量卻較低。原因在于光伏組件輸出功率主要受光照強度和溫度的影響，在5月份雖然月累計傾角輻射量較高，但溫度也很高，嚴重制約著組件光電轉(zhuǎn)換效率，導(dǎo)致月發(fā)電量下降。

（3）在后半年，發(fā)電量基本保持平穩(wěn)，沒有太大浮動。在7月和8月，雨水天氣較多，光照強度有所下降，且環(huán)境溫度較高;而9月和10月環(huán)境溫度相對前兩個月有所下降，但9月和10月多發(fā)生沙塵暴天氣，光伏組件表面的清潔度較差，組件接收到的輻照度隨之降低;11月至2月，雨雪天氣多，易在組件表面形成灰塵和積雪，一方面光照強度有所下降，另一方面造成熱板效應(yīng)，組件溫度有所上升，因此考慮光照強度和環(huán)境溫度的共同作用，光伏電站的發(fā)電量在后半年基本保持平穩(wěn)。

（4）月平均利用小時與月累計傾角輻射量的曲線走勢基本一致。雖然平均利用小時數(shù)的影響因素較多[3]，但通過圖1進一步說明了輻射量是平均利用小時數(shù)的重要影響因素之一。

2 光伏組件實驗數(shù)據(jù)分析

利用搭建的實驗平臺和記錄儀，每隔1 min采集一次光伏組件的實際發(fā)電功率和光照強度，其中抽取了具有代表性一天的數(shù)據(jù)，并用MATLAB軟件繪制兩者的曲線圖。如圖2所示。為了保證數(shù)據(jù)的有效性，圖2曲線是由一天中08：00—18：00的數(shù)據(jù)構(gòu)成，共計600個。

從圖2可以看出，實際發(fā)電功率與光照強度的曲線走勢一致，但是在時間上有些錯位，這是由于光照強度檢測儀與功率記錄儀之間在記錄上存在時間差，補償時間差后，不難看出兩者的曲線走勢一致，光伏組件實際發(fā)電功率隨光照強度的變化而變化，光照強度對其實際發(fā)電功率的影響頗大。

3 結(jié)語

（1）在高海拔荒漠地區(qū)，不管是光伏電站還是光伏組件，光照強度始終是光伏電站和光伏組件發(fā)電量的主要影響因素。月發(fā)電量、月平均利用小時與月累計傾角輻射量的曲線走勢基本一致，三者關(guān)系呈正相關(guān)，說明光伏電站發(fā)電量除了受輻照度的影響外，還與平均利用小時密切相關(guān)。

（2）不同月份光伏電站的發(fā)電量受環(huán)境因素和組件表面清潔度的影響，通過分析2個電站一年中的發(fā)電量情況，可以看出3月份電站發(fā)電量最大，后半年發(fā)電量趨于穩(wěn)定，可根據(jù)這個規(guī)律，合理調(diào)度月上網(wǎng)發(fā)電計劃，提高電站效益。

[參考文獻]

[1] 李柯，何凡能.中國陸地太陽能資源開發(fā)潛力區(qū)域分析[J].地理科學(xué)進展，2010，29（9）：1049-1054.

[2] 馬巖巖，高德東，王珊，等.高海拔荒漠地區(qū)硅電池板輸出電流預(yù)測模型研究[J].電網(wǎng)與清潔能源，2016，32（6）：153-158.

[3] 肖黎明.設(shè)備衰減率對太陽能光伏發(fā)電利用小時數(shù)的影響分析[J].華電技術(shù)，2017，39（12）：67-69.

收稿日期：2020-07-20

作者簡介：馬巖巖（1991—），女，安徽阜陽人，碩士研究生，研究方向：光伏發(fā)電預(yù)測模型。