PR(系統效率)作為光伏電站重要指标之一，對于業内人士已是耳熟能詳。衡量光伏發電系統最終性能的指标是發電量，而PR時刻影響着發電量。那麼在發電過程中，是誰影響了PR值，而又是是誰“動”了發電量?南德認證檢測中國有限公司電站項目經理羅海橋在“第三屆光伏發電運營及後服務研讨會”對PR與影響PR的主要因素和優化方法進行了講解，以下根據演講PPT與速記整理。

什麼是PR與STC-PR

系統效率(performance ratio，PR)有着基本的計算公式，而系統效率也有着發電量與組件表面接收到的累積輻照量和裝機容量相除的關系。

從一天内PR變化示意圖可以看出，由于溫度與風速的影響，産品的性能會受到影響。通過電站年度PR示意圖可以觀察到，春冬季節相對來說電站整體PR值會偏高，而在秋季PR值普遍偏低，由于季節性差異導緻的系統差異，此方法用于一般性長期評估。基于以上公式和結論，就不得不提出STC-PR(STC performance ratio)的概念，即溫度修正後的系統效率PR。

STC-PR通過公式，除去環境溫度對于系統效率的影響，多用于短期評估，減少由于季節性差異導緻的系統效率差異。而在長期的PR評估中，季節性低谷對電站評估是存在問題的。

通過STC-PR修正後PR值趨于平穩。

通過以上的結論，可以得知，PR 每時刻都在變化，一般指的是年平均效率，常規測試周期為1整個自然年。短期評估PR，優先選擇STC-PR(電站交易評估)。随着電站設計相對優化，産品性能提升，PR值從早期的50%-75%已經提升到普遍超過80%甚至更高。

影響PR的主要因素及優化方法

影響PR值得主要因素包括12點，如下圖和表：

1、IAM入射角損失

IAM入射角的損失主要由于反射引起，從右圖可知透光率相對是降低的，藍線代表鍍膜玻璃，鍍膜本身可以增加透光率，性能相較更好一些，對于常規組件性能可能會稍弱一些。

2、陣列最佳傾角和陣列間距

在前期設計時一般會遇到九點至下午三點不會出現任何的遮擋，但在九點之前及下午三點後都會出現不同程度的遮擋情況，這一部分對于電站的PR值是很大的影響因素。左圖綠線沒有遮擋的情況，其最佳傾角已經達到40°，而電站在設計中會考慮到前後遮擋的問題，所以會降低在34°-35°。除此之外，考慮電站本身的電氣影響相對可能會到33°，甚至32°左右。所以如果前期設計自身存在缺陷，對後期發電是有嚴重的影響的。

3、其他遮擋

電站普遍具有其他的一些遮擋諸如積雪、灰塵、鳥糞等。對于分布式電站，還存在建築物和近遮擋影響發電量的情況。

4、組件功率偏差

組件廠家供貨标稱功率偏差正公差在0~ 5W，正負偏差±5W，組件功率偏差對功率的影響是很大的。通過觀察組件的功率衰減曲線，在25年甚至30年情況下，更換組件是必然的。

5、組件功率溫度損失

組件功率溫度也存在損失，非晶矽最大功率溫度系數基本在-0.2%/℃，晶矽組件最大功率溫度系數基本-0.4%/℃。也就是說，在組件溫度較高時，性能相對是降低的。通過下圖對比不同溫度和不同輻照度的情況下，同一組件的功率值在75℃時已經降低了很多。

6、組件弱光性能

弱光性能即當輻照較低，陰天情況時，不同種類工藝的組件對輻照頻譜響應不同，弱光效果好的組件在陰雨天有優勢。通過下圖對比，A廠家和C廠家在200W/㎡至600 W/㎡的情況下，組件輸出性能明顯高于其他技術組件，所以在前期根據需求采購弱光性能好的組件是非常重要的。

7、組串失配

組串失配包括電流失配和電壓失配。電流偏差引起(混裝、未進行電流分檔)影響較大，電壓偏差引起(混裝)影響較小。

電流失配由同一組串中串聯的各電池組件間電流不同導緻，串聯電路中，組串電流由組串中組件電流最低的組件決定。如下圖模拟顯示，針對5%的電流偏差，如果在沒有進行電流分檔情況下進行混裝，顯示可以達到-2.5%。

電壓失配由并聯的各個組串電壓不同導緻，電壓的不同影響了逆變器的MPPT跟蹤。通過下圖觀察到，目前電站在大部分情況下，P-U圖上(虛線)最大功率點附近電壓變動導緻功率變化很小，且組串電壓随機概率分布，不會出現某個偏大或偏小的情況，電壓平均後不會累積偏差，而是減小偏差。所以實際上電壓失配對功率輸出影響是較小的。

8、組件LID損失

組件LID損失即光緻衰減，晶矽電池組件在使用初期短時間内功率發生較大幅度下降;而在繼續接受光照一段時間後，輸出功率會出現回升，之後以較低的穩定水平緩慢下降。所以在初期情況下，一般廠家會保證2.5%至3%的功率衰減。

9、逆變器損失

前期在挑選逆變器時，逆變器本身是有着最大的轉化效果，但不同逆變器在不同情況下最高效率是不一樣的，通過下圖不同逆變器的實驗可以觀察出，最上面兩條曲線的逆變器損失在當時的光伏電站内達到2%，在長期的運營情況下，逆變器損失影響着整個發電量。

挑選逆變器的時候，我們可以發現逆變器其實本身給了一個最大的轉化效果，但是不同的逆變器在不同的情況下，最高的效率是不一樣的。我們從右邊這個圖上可以看到，當時的廠家我們做了實驗，實驗的次序大家可以看到最上面兩條曲線的逆變器的一個損失大概是在光伏電站裡面達到2%，但是不同廠家的逆變器廠家其實在長期運營的情況下影響整個的發電量。

另外還有一種情況，陣列超裝嚴重，主要因為目前光伏直流側配比問題，嚴重的超裝會導緻逆變器削峰損失。

10、直、交流線損&11、變壓器損耗&12、系統可利用率

另外，直、交流線纜損失，變壓器損耗(空載和負載損耗)和系統的可利用率(主要由支架、組件、線纜、彙流箱、逆變器、箱變及升壓系統可靠性決定)也是影響PR值得因素。

針對以上12條損失因素，基于TÜV SÜD統計，列出了光伏電站優化PR統計表。在入射角損失方面，在前期選擇透射率較高的組件或者采用現在較為流行的跟蹤支架;對于陣列最佳傾角和陣列間距遮擋增加陣列間距;組件方面主要體現在前期功率的選擇，包括組件功率溫度損失與弱光性能;逆變器上選擇不同負載點高效率逆變器，優化陣列與逆變器的容量配比等等。

TÜV SÜD 2017年市場調研數據分享

TÜV SÜD于2017年對中國光伏行業相關企業進行了調研，包括第三方監測機構、分銷商、采購商及廠家，通過136份有效的問卷，産品類型幾乎涵蓋光伏電站的所有産品。

調研單位規模多數在500人以上，受訪人的職位相對來中層居多。

通過調研，組件是光伏産品質量集中在隐裂、衰減過多、接線盒/二級管的連接問題與質量一緻性較差上;電站方面集中在安全不規範、設計缺陷、運行不規範的問題;逆變器故障率高問題達到了47%，而過熱、效率低和炸機風險問題也值得注意;材料集中在接線盒、背闆、連接器、EVA和線纜上。

TÜV SÜD電站服務組件質量實驗室缺陷統計，進行了盡調、電站評估，有樣品抽檢的項目失敗占比(PID、EL、衰減)達到了41%，組件在電站應用中最常見的失敗因素，首要便是接線盒故障，其次是電池破片/隐裂，主栅極虛化與蝸牛紋等問題也非常常見。

TÜV SÜD 南德認證簡介

TÜV SÜD 南德認證從成立至今已有150餘年，分布全球1000多個辦事處，2017年銷售額達到24.28億歐元，全球約有2.4萬名員工。作為獨立的第三方，緻力于提供一站式的供應商解決方案。

技術服務涵蓋光伏組件、光伏線纜、光伏材料、光伏電子系統設備及光伏電站的測試、認證、評估與培訓。

作為最早開始從事光伏電站檢測的外資第三方機構，2012年頒發全球首張光伏電站TÜV認證證書，持續為國内累計超過30GW的光伏電站提供技術服務。

TÜV SÜD南德意志集團的光伏電站技術服務已遍布全球。

光伏們羅海橋

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