高速公路廣告牌光伏發電系統,由於受施工條件制約以及用戶對成本的考慮,無法在廣告牌頂方安裝過多的太陽能電池板。為滿足投光燈在夜晚照明用電,在進行系統設計時,要儘量充分利用有限的組件,提升發電效果。
1、影響光伏發電的因素包括系統配置是否合理、組件採光朝向是否正確、組件的傾斜角度是否合理、光伏系統陰影等。其中光伏系統陰影包括廣告牌周邊建築物的遮擋、樹蔭、組件重疊互相遮擋、灰塵以及禽鳥糞便等。光伏陰影對將到系統發電效率影響甚大,並產生熱斑效應,縮短組件壽命,損害組件。因此,在安裝太陽能電池板時,要充分考慮廣告牌所在地理位置緯度、光譜、溫度、遮蔽等實際運行條件對光伏電池輸出的影響。
所謂光伏熱斑效應,是指太陽電池組件在陽光照射下,由於部分組件受到遮擋無法工作,將被當作負載消耗其他有光照的太陽電池組件所產生的能量,使得被遮蓋的部分升溫遠遠大於未被遮蓋部分,致使溫度過高出現燒壞的暗斑。熱斑效應可能導致整個電池組件損壞。
在實際應用中,為了達到理想的光電轉換效率,組件之間的串聯或並聯,都必須具有相似的特性,不同規格、不同性能、不同廠家的組件不可以混雜使用。
2、光伏組件的方位角與傾斜角選定是太陽能發電系統設計時最重要的因素之一。所謂方位角一般是指東西南北方向的角度,方位角以正南為0°,由南向東向北為負角度,由南向本向北為下角度。如太陽在下東方向時,方位角為-90°,在正西方時方位角為90°。方位角決定了陽光的入射方向,決定了組件是採光狀況。在晴朗的夏天,太陽輻射能量的最大時刻是在中午稍後,因此方陣的方位稍微向西偏一些時,在午後時刻可獲得最大發電功率。在不同的季節,太陽電池方陣的方位稍微向東或西一些都有獲得發電量最大的時候。
傾斜角是地平面(水平面)與太陽能電池組件之間的夾角。傾斜角為0°時表示太陽能電池組件為水平設置,傾斜角為90°時表示太陽能電池組件為垂直設置。最理想的傾斜角是使太陽能電池年發電量儘可能大,而冬季和夏季發電量差異儘可能小時的傾斜角。
3、在無大風吹襲以及雨水衝刷的天氣下,高速公路旁的廣告牌,太陽能電池板表面容易積滿厚厚的灰塵,附近樹林的鳥類也經常在組件表面停留並排洩,這對組件功率損失影響非常大,發電效率至少減少6%。但是,在實際應用中,人們又無法做到定期擦拭、清洗組件,這個難題一直帶來困擾。
4、戶外廣告牌光伏陣列是由多個組件用串聯及並聯方式連接的,串聯會由於組件的電流差異造成電流損失,並聯會由於組件的電壓差異造成電壓損失。組合損失可達到8%以上,中國工程建設標準化協會標準規定小於10%。為了減少組合功率損失,建議在採購及安裝前嚴格挑選電流性能一致的組件。
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