光伏電站的整體性能可以用一個(gè)參數(shù)來表征，這個(gè)參數(shù)就是我們常說的PR（performance ratio），即性能比率。這個(gè)參數(shù)中這樣計(jì)算的，比如我們要計(jì)算某個(gè)電站的年性能比率，那么我們要先計(jì)算出系統(tǒng)效率，即光伏電站的年發(fā)電量與照射到組件表面的太陽光能量之比，然后我們再將系統(tǒng)效率除以組件效率，就算出性能比率。

    這個(gè)參數(shù)主要受以下因素影響：

    1、太陽輻照強(qiáng)度分布，組件在不同的太陽輻射強(qiáng)度下，組件的實(shí)際效率是不一樣的；

    2、系統(tǒng)的配置，逆變器的轉(zhuǎn)換效率也與組件的連接方式和容量有關(guān)系，如果我們在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能提高組串的電壓，那么逆變器的效率會(huì)比較高，線損也會(huì)比較少；

    3、環(huán)境溫度，組件在不同的溫度下工作，其光電轉(zhuǎn)換效率也是不同的。

    盡管PR值可以反映整個(gè)電站的狀況，但是不同地區(qū)的電站PR值沒有可比性，同一個(gè)電站在不同時(shí)間段PR值有差異也屬于正常情況，而且當(dāng)我們要研究如何提高系統(tǒng)發(fā)電效率或者分析各設(shè)備是否正常工作時(shí)，僅有PR值也是不夠的。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，造成PR值偏低的原因有很多種，有些是設(shè)備的質(zhì)量造成的，另一些是設(shè)備之間的配置不合理造成的。所以當(dāng)我們要對光伏電站進(jìn)行評估時(shí)，就要對造成光伏電站發(fā)電量損失的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。造成光伏電站發(fā)電量損失的主要環(huán)節(jié)有：

    1、逆變器轉(zhuǎn)換損失

    通過測量逆變器的輸入功率和輸出功率可以測出逆變器的實(shí)際轉(zhuǎn)換效率。

    2、線損

    線損包括電流流過開關(guān)、電纜和保險(xiǎn)絲時(shí)的能量損耗，開關(guān)和保險(xiǎn)絲損耗的能量可以忽略不計(jì)，只要計(jì)算電纜的線損就可以，電纜的線損可以通過計(jì)算電纜的電阻估算出來。

    3、溫度升高造成的損失

    晶體硅的功率溫度系數(shù)是－0.38%/K，組件的效率是在25攝氏度時(shí)測出來的，一般情況下，組件在工作時(shí)的實(shí)際溫度都會(huì)比25攝氏度。而且不同的地區(qū)環(huán)境溫度不同，風(fēng)速也不同，組件安裝方式也可能不同，造成溫度升高造成的損失也不同。這個(gè)因素造成的能量損失可以通過測量組件的工作溫度計(jì)算出來。

    4、低輻照度造成的損失

    太陽電池組件的理論效率與太陽光輻照強(qiáng)度有很大的關(guān)系。組件的效率通?？梢杂孟率接?jì)算得到：

    其中F.F是填充因子，Isc是組件的短路電流，Voc是組件的開路電壓，At是組件的面積，Pin是光輻照強(qiáng)度。

    表1 組件的轉(zhuǎn)換效率與輻照度的關(guān)系

    表2 不同輻照強(qiáng)度下組件的效率

    5、陰影遮擋損失

    在設(shè)計(jì)時(shí)，要求組件在全年的早上九點(diǎn)到下午3點(diǎn)這段時(shí)間都不能有陰影遮擋，但過了這段時(shí)間后，陰影遮擋是允許的。一般來說，電站的發(fā)電量都會(huì)受陰影遮擋的影響，只是受影響的程度有差異。由于受太陽輻照強(qiáng)度、陰影遮擋面積、組件之間的連接方式等因素的影響，要準(zhǔn)確分析陰影遮擋的損失是不可能的。一般情況下，如果按規(guī)范來設(shè)計(jì)，陰影遮擋造成的能量損失占總發(fā)電量的比率為0.7左右。如果是不按規(guī)范來設(shè)計(jì)的，要想估計(jì)能量損失比率，就只能通過測量光伏陣列在有陰影遮擋時(shí)的I－V特性曲線，做一個(gè)粗略的估算。

    一般情況下，電站在冬至日的時(shí)候是陰影遮擋時(shí)間最長的，所以我們可以選冬至日來測量，比如我們在冬至日下午4點(diǎn)的時(shí)候，測出光伏陣列的I—V特性曲線，得到有陰影時(shí)的最大功率，然后再根據(jù)測出來的開路電壓和短路電流估算出陣列在沒有陰影遮擋時(shí)的最大功率，然后我們再估算電站受陰影遮擋時(shí)間占總工作時(shí)間的比例，就可以估算出陰影遮擋的能量損失比率了。

    6、逆變器的最大功率跟蹤損失

    陣列僅在工作電壓等于最大功率點(diǎn)電壓時(shí)，輸出功率最大，而且逆變器要不斷的改變電壓值以找到最大功率點(diǎn)電壓，這個(gè)過程也會(huì)造成能量損失，一般逆變器的靜態(tài)最大功率跟蹤精度為99%。當(dāng)輻照度變化時(shí)，陣列的最大功率點(diǎn)電壓也是變化的，由于逆變器最大功率跟蹤的滯后性也會(huì)造成能量損失，通過軟件可以估算出，逆變器的動(dòng)態(tài)最大功率跟蹤效率約為99%。

    7、組件之間的不匹配損失

    每塊組件的標(biāo)稱參數(shù)雖然是一致的，但實(shí)際上各組件的輸出特性曲線是有差異的，當(dāng)這些組件通過串并聯(lián)方式連接時(shí)，逆變器只能跟蹤整個(gè)陣列的最大功率點(diǎn)，這個(gè)最大功率點(diǎn)不是每一塊組件的最大功率點(diǎn)，所以就有了不區(qū)配損失。要研究這個(gè)能量損失，可行的辦法有兩個(gè)：測量每一個(gè)組串的I－V特性曲線，并得到每個(gè)組串的最大功率，得到整個(gè)陣列的理想最大功率P1然后將這些曲線都輸入到電腦軟件中進(jìn)行疊加，形成一條I－V特性曲線，得到整個(gè)陣列的最大功率P2，1－P2/P1就是不匹配損失比率了。

    第二個(gè)辦法就是將整個(gè)陣列的I－V曲線測出來，得到最大功率P3，然后再根據(jù)現(xiàn)場測量的溫度、輻照度，結(jié)合組件的標(biāo)稱功率，計(jì)算出陣列的理論最大功率P4。1－P3/P4就是不匹配損失比率了。

    8、灰塵遮擋

    電站運(yùn)維人員要不定期對光伏組件進(jìn)行打掃，以減小灰塵在光伏組件玻璃上的沉積，灰塵遮擋造成的能量損失比率也具有不確定性，不同地區(qū)的差異很大，只有通過長期的現(xiàn)場觀察才能得到一般規(guī)律?？梢栽诂F(xiàn)場放幾塊玻璃，然后定期對玻璃進(jìn)行透光率測試，就可以估算灰塵遮擋造成的能量損失了。

    根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和文獻(xiàn)資料，在進(jìn)行電站可行性研究時(shí)，光伏電站各環(huán)節(jié)的損失比率估算值如下表所示。當(dāng)然這些值只是默認(rèn)值，估算時(shí)還要根據(jù)現(xiàn)場的情況來調(diào)整。