【2017PVCEC】光伏電站如何評估？有哪些指標(biāo)？國際在保證電站的高效能和可靠性方面有何經(jīng)驗(yàn)？

2017-10-18 17:41:38 PVCEC 　點(diǎn)擊量：評論 (0)

2017年10月17日-19日，2017中國光伏大會暨展覽會(PVCEC2017)在北京隆重召開。在18日上午的創(chuàng)新劇場【光伏產(chǎn)品質(zhì)量及可靠性】論壇上弗勞恩霍夫太陽能研究所光伏電站項(xiàng)目組總負(fù)責(zé)人Boris Farnung出席并做主題演講。Boris Farnung表示，在德國屋頂?shù)墓夥鼞?yīng)用是主要應(yīng)用于商用的或者是產(chǎn)業(yè)的建筑，也有一些電廠級別的電站，包括了屋頂和結(jié)構(gòu)材料支架的問題，還有一些屋頂比較復(fù)雜的問題。考慮到今天的質(zhì)保，需要標(biāo)準(zhǔn)化電站的部件，當(dāng)我們來建造電站的時(shí)候，要知道我們做的電廠，還是屋頂，還是其他，它們彼此之間都是有區(qū)別的，百分之百的檢測是不可能覆蓋這些組件和逆變器的，所以我們必須要很好的來設(shè)計(jì)它的特性，讓它盡可能的減少故障，在建造的時(shí)候也不會出問題。

以下為發(fā)言實(shí)錄：

Boris Farnung：非常感謝主持人的介紹，女士們、先生們、大家好，我非常榮幸今天來到這里，跟大家來分享我們在國際光伏電站項(xiàng)目方面的經(jīng)驗(yàn)，跟大家共同探討如何保證光伏電站的高效能和高可靠性，首先簡單介紹一下我們的組織，我們是歐洲目前規(guī)模最大的太陽能研究所，建立于1981年，現(xiàn)在有兩名所長，一共大約有11050名同志做研究工作。

我們主要的研究領(lǐng)域包括光伏，這也是我們機(jī)構(gòu)最看重的一部分，我們今天的主題主要講的是能源轉(zhuǎn)換，我們也會研究光熱、建筑能源和氫的技術(shù)。今天更多跟大家來講的是電站，首先提出第一個(gè)問題，我們要講的是什么樣的電站，這邊給大家?guī)砹艘恍┌咐Ｊ紫瓤吹搅酥袊逃玫碾娬荆囊?guī)模都是在百兆瓦以上，逆變器有百萬個(gè)組件，另外我們可能看到一些小的電站，在多個(gè)區(qū)域進(jìn)行投資，換句話說它會有超過30個(gè)獨(dú)立的電站，比方說在土耳其各地都有，它們的條件各有不同。第三種案例像德國屋頂式的光伏，在德國屋頂?shù)墓夥鼞?yīng)用是主要應(yīng)用于商用的或者是產(chǎn)業(yè)的建筑，我們也有一些電廠級別的挑戰(zhàn)，包括了屋頂和結(jié)構(gòu)材料支架的問題，還有一些屋頂比較復(fù)雜的問題。如果我們考慮到今天的質(zhì)保，需要標(biāo)準(zhǔn)化電站的部件，所以當(dāng)我們來建造電站的時(shí)候，要知道我們做的電廠，還是屋頂，還是其他，它們彼此之間都是有區(qū)別的，百分之百的檢測是不可能覆蓋這些組件和逆變器的，所以我們必須要很好的來設(shè)計(jì)它的特性，讓它盡可能的減少故障，在建造的時(shí)候也不會出問題。

另外一點(diǎn)如何來評估這些電站，它會有什么樣的關(guān)鍵指標(biāo)呢?我們?nèi)绾问褂眠@些指標(biāo)來評估這些電站?接下來跟大家講兩個(gè)，第一個(gè)就是我們已經(jīng)聽到了很多很多次的術(shù)語，我們的度電成本，第二個(gè)就是能效比PR，我們看一下在組件和電站之間的能源轉(zhuǎn)換的效率，我們首先來看一下發(fā)電成本，就是度電成本，LCOE我們會有很多因素都會跟質(zhì)量系統(tǒng)相關(guān)，當(dāng)然它都是跟質(zhì)量、運(yùn)維密切相關(guān)的，同時(shí)對于電站的性能，對于組件的效率，對于產(chǎn)出本身，還有它的輻照的因素都是有很密切的聯(lián)系的。這一頁我們可以看到度電成本，從技術(shù)的角度做一些質(zhì)量和技術(shù)上的評估，保證這些參數(shù)確實(shí)可以在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中滿足相關(guān)的要求。大家可以看到，我們項(xiàng)目的不同階段會有不同的質(zhì)量評估的指標(biāo)，可以確保這些參數(shù)滿足要求，因?yàn)槲覀儠r(shí)間不多，所以我主要會看前面的兩個(gè)階段，尤其關(guān)注于其中的一個(gè)評估指標(biāo)，在這個(gè)時(shí)候我們首先來看項(xiàng)目發(fā)展的第一個(gè)階段。

我們可以看一下太陽能資源的評估，這個(gè)對于度電成本的評估，可以說是非常重要的，所以我們要看一下在財(cái)務(wù)評估的基礎(chǔ)上，要看到電站的產(chǎn)能分析，應(yīng)該是由獨(dú)立的機(jī)構(gòu)來做電站的評估，第三方可以給出具體的文件，并且為了驗(yàn)證這些結(jié)果，一定要有相關(guān)的不確定度的報(bào)告，這邊給大家看的是最主要的一些參數(shù)，在做產(chǎn)能分析的時(shí)候，可以看到它有一些不確定度，比方說天氣的數(shù)據(jù)本身，我們會有陰雨的條件，還有電站的設(shè)計(jì)，還有一些環(huán)境的問題，比方說遮蓋和泥土的贓物，還有我們怎么在設(shè)備質(zhì)量上通過制造商的數(shù)據(jù)反映出它的要求，這些可以說是在做仿真的時(shí)候，要輸入的最主要的參數(shù)，我們今天看起來還是很容易的，因?yàn)橐呀?jīng)有很多現(xiàn)成的軟件，會有很多復(fù)雜的模型，但是最終我們產(chǎn)能評估的決定，它其實(shí)也是取決于我們輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量，為了驗(yàn)證預(yù)測結(jié)果，我們做了一些比較，包括了實(shí)際的測量數(shù)據(jù)，有很多實(shí)際現(xiàn)場的測量數(shù)據(jù)，和最初始預(yù)測的產(chǎn)能比較。我們說到了有25家電廠，有5年非常準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，我們可以把這個(gè)和過去的比較結(jié)果相對應(yīng)，大家可以看到第一欄，這是所有25個(gè)電廠，輻照的區(qū)別和實(shí)際輻照的區(qū)別，可以通過這5年的衛(wèi)星數(shù)據(jù)得到實(shí)際的測量數(shù)據(jù)，我們可以看到它是比初始的預(yù)測輻照值超出了5%。第二個(gè)就是全球的輻射，這個(gè)也是通過系統(tǒng)當(dāng)中的傳感器得到的，它的水平比我們預(yù)測要高。對于PR值，大家可以看到兩者非常吻合，它的區(qū)別可能就只是正負(fù)0.6%，但是最終對產(chǎn)能，可以看到比預(yù)測高出了4.5%，所以我們現(xiàn)在的問題就是，能不能夠把預(yù)期的產(chǎn)能和實(shí)際的測量產(chǎn)能之間區(qū)別的原因找到，為什么我們的PR值會有很好的輻照呢，在德國有長期的輻照的收集，從96%下降到94%，在80年代的時(shí)候有上升的輻照值，5年之前認(rèn)為，我們還是盡可能的收集比較多的數(shù)據(jù)，取了20年輻照的平均值，換句話說輻照的平均值，實(shí)際上就是在案例當(dāng)中顯示，比實(shí)際的輻照值更低。這就意味著使用這些輻照的數(shù)據(jù)，其實(shí)低估了德國輻照的狀況，可以看到世界其他情況也有。

這邊可以看到美國、歐洲、中國、日本和印度的一些數(shù)據(jù)，我們可以看到有基本同樣的趨勢，所以我們現(xiàn)在可以看到在輻照數(shù)據(jù)方面的精度是偏低的，看到太陽比較亮還是比較暗，對于實(shí)際的結(jié)果有很大的影響，而且取用數(shù)據(jù)的時(shí)間軸也會影響結(jié)果。這就意味著我們必須要驗(yàn)證，并且評估這些數(shù)據(jù)，尤其是輻照的數(shù)據(jù)，并且非常慎重的選擇數(shù)據(jù)源和時(shí)間段，降低預(yù)測的風(fēng)險(xiǎn)。我們在這里做了很多科學(xué)方面的比較，做了一個(gè)不確定性的蒙地卡羅模擬估算，看看這些值到底是如何的。左邊看到的就是年度值，可以看到它和實(shí)際測量值之間的比較，最后可以看到我們做了這樣區(qū)別化，可以看到P10和P50這兩個(gè)值，我們預(yù)測的電廠和實(shí)際的電廠是很接近的，換句話說并不是有著非常不穩(wěn)定的值，但是從衰減的趨勢來說，我們需要考慮到，隨著時(shí)間的變化，不確定度也是有所變化的，因?yàn)槲覀兇_實(shí)不知道20年之后的輻照是如何的，這方面的確定性還是很高的，我們在這邊可能也會接受建議，比方說不確定度是20%或者21%。

接下來看下一個(gè)階段，我們更多的會關(guān)注關(guān)于組件的水平，比方說看看能不能解釋出來安裝的組件質(zhì)量如何，我在這里給大家?guī)砹艘粋€(gè)例子，在建設(shè)的階段，可以看到我們會測量來自兩個(gè)不同生產(chǎn)商的組件，可以看到相關(guān)的輻照的依賴度，做了測試之后，在1100平方公里的情況下進(jìn)行的(均義化)，看到在圖片當(dāng)中兩到三年的收集，點(diǎn)是名義化的數(shù)據(jù)，綠線代表了90%的數(shù)字覆蓋，紅線是平均值，綠線是中位值，黑線就是制造值，所以我們在這邊可以看到名義值和測量值，測量值還是比較接近的，這是第一個(gè)供應(yīng)商給出的數(shù)據(jù)，對于第二家供應(yīng)商看到測量值也是在預(yù)期之內(nèi)，但是廠家測量的數(shù)據(jù)偏離度還是很高的，如果你想要采用廠家提供的值，而不使用我們估量的值，對于初始的幾個(gè)年份，可能會對最終的產(chǎn)出造成很大的影響。另外一個(gè)話題就是所謂功率的見證，我們在電站那邊組件驗(yàn)證分析，這就意味著比如左手邊大家看到組件功率的變化，綠點(diǎn)可以看出來一些變化，總體上知道我們這里邊有一些比較，投稿少數(shù)的抽樣可以避免整體系統(tǒng)的性能不佳，這一點(diǎn)很重要。

首先可以看到有一些不同，名義上和實(shí)際檢測出來的數(shù)值不一樣，最后我們進(jìn)行了一些組織的檢測，我們在組件經(jīng)過功率的穩(wěn)定后，測試的數(shù)據(jù)應(yīng)全數(shù)符合企業(yè)額定的功率，測試的精度每增加一個(gè)百分點(diǎn)都代表著實(shí)際增加的價(jià)值，所以測試精確度不只是學(xué)術(shù)上的追求，實(shí)際上可以大大增加我們投資者相應(yīng)的信心，如果用更多的組件進(jìn)行測試的話，你可能會得出更加準(zhǔn)確的結(jié)果。更加重要的就是，我們對于這些實(shí)測的數(shù)值進(jìn)行分析，有利于建立新的一些標(biāo)準(zhǔn)，我們可以在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)，還會發(fā)現(xiàn)2%到3%的不確定性，不穩(wěn)定性。然后我們也發(fā)現(xiàn)，如果你能達(dá)到1.5%的不確定性，你就可以進(jìn)一步提高，這里邊有一些具體的內(nèi)容，這是剛才我們提及的，也就是說每增加一個(gè)百分點(diǎn)，就代表著實(shí)際能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)的價(jià)值，這個(gè)百分點(diǎn)不是沒有意義的，無論在學(xué)術(shù)還是在事物當(dāng)中都能夠產(chǎn)生非常好的價(jià)值，大家都很有信心。

然后我們就進(jìn)入了最后一個(gè)階段，那就是運(yùn)行，這個(gè)話題對于投資者來說，他們發(fā)現(xiàn)是非常重要的，為了看一下電站初期和短期性能的確保，在特定的時(shí)間下我們會觀察溫度、輻照，還有產(chǎn)量它們的關(guān)系，我們會把相應(yīng)的數(shù)據(jù)運(yùn)用到電站的模型當(dāng)中，做一些計(jì)算，但是我們基于一些工況進(jìn)行計(jì)算。另外一方面我們還可以對PR值進(jìn)行計(jì)算，比較與理想值之間的差異，就是實(shí)測和模擬值之間的差異。在電站當(dāng)中如果出現(xiàn)問題的話，在實(shí)測和模擬之間會出現(xiàn)一些差距，在我們做實(shí)驗(yàn)之前，就有一些預(yù)期，大家都喜歡說用大量的數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析，你才能夠感覺到有信心，因?yàn)閿?shù)據(jù)可以給帶來信息。我們需要兩到三年的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為一個(gè)基礎(chǔ)，來進(jìn)一步改進(jìn)我們運(yùn)行需要這樣的基礎(chǔ)。我們需要考慮到一些穩(wěn)定性、不確定性，因此我們具備了相應(yīng)大量的數(shù)據(jù)之后，它能夠有助于我們對相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行一一的驗(yàn)證和評估。

最后有一些案例能夠告訴我們可以保證質(zhì)量，就是它運(yùn)行的性能是非常穩(wěn)定的，在德國有服役將近15年的電站，這個(gè)電腦是1999年建的，裝機(jī)容量50KWH，地點(diǎn)是在德國，我們每年都會進(jìn)行一些評估，它的運(yùn)行是非常穩(wěn)定的，當(dāng)然我們也會了解它的輻照，這里是1000，還有PR值80%，我們在2007年的時(shí)候進(jìn)行設(shè)備的測試，并且在2013年的時(shí)候使用逆變器，我們在這里可以看一下產(chǎn)量和穩(wěn)定，性能有一點(diǎn)下降。我們看到輻照在增加，在減少性能的時(shí)候，因此如果我們只看到產(chǎn)量的話，那只是一個(gè)方面，我們認(rèn)為這個(gè)電站還有進(jìn)一步增產(chǎn)的可能。

這是另外一個(gè)案例，也是在德國的一個(gè)電站，我們進(jìn)行一些實(shí)測是非常重要的。早期在實(shí)測發(fā)現(xiàn)問題可以進(jìn)行改進(jìn)，這里有一個(gè)2016年德國綜合電站評比，這是根據(jù)我們的監(jiān)控和實(shí)測來進(jìn)行的，如果你不斷進(jìn)行持續(xù)的運(yùn)維，如果你對一些基本的測量確保的實(shí)施，你就會看到電站性能表現(xiàn)會越來越好，質(zhì)量也會越來越好。談到這里，我就講差不多了，謝謝大家的傾聽，如果大家對我的話題非常感興趣，也歡迎大家去參加我們上面顯示出來的大會，謝謝大家。

責(zé)任編輯：lixin

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