【毕业学位论文】太阳能环境监控参数的采集与分析

目 录 I 目 录 目 录. 绪 论.1 研究的背景及意义.2 相关技术介绍. 太阳能电池的种类. 太阳能光伏发电系统. 辐照度的测量. 监测软件.3 研究课题的来源、主要内容. 光伏发电效率的评价方法.1 光伏原理.2 外界环境影响.3 电气的参数.4 能量的评价. 环境监控仪的组成.1 系统需求.2 系统介绍. . 系统电路设计. 辐照度测量模块介绍. 太阳能辐照度监测分析系统设计.1 开发平台.2 太阳能辐照度监测系统设计的原则. 数据流设计方法及数据采集控制. 模块化采集设计方法. 分布式采集及分析. 参数采集数据库设计. 太阳能数据的采集.1 采集方法. 仪器控制. 网络传输. 录 步.2 数据采集模块. 传感器与信号的调理. 主控程序. 光伏系统电压、电流和辐照度的测量. 采集数据的管理.1 数据的管理方法. 数据的访问. 调用. 数据库.2 数据的分析模块. 采集数据的分析.1 数据的筛选.2 热性能分析.3 光伏性能的评价.4 多种光伏电站发电量的分析. 几种太阳电池组件参数. 光伏电站发电量的分析. 太阳电站容量、占地面积以及发电量比较. 电站相关的效率分析. 结论.谢.考文献.录. 绪 论 1 1 绪 论 11 研究的背景及意义 能源是全人类生存、发展所必须的物质基础，这些年来，随着全球能源需求的飞速增长，化石能源价格持续攀升，导致世界能源的可持续性供应让人们越来越担心。而我国能源需求的总量非常大，只有不停的提高能源供应的能力，才能让社会经济的发展得到强大的能源保障。其中缓解的办法是充分利用各种能量资源，来满足对总能源量和能源品种的需求。但随着全球能源供应的紧张和传统的化石能源消耗给带来的环境污染以及全球气候变暖等问题的加重，人们对那些可再生的能源需求便日益迫切起来。我国的太阳能资源非常的丰富，是那些最具潜力开发的可再生能源之一，在全世界范围内，太阳能发电尤特别是光伏发电的发展迅速，并开始由非并网向并网的方向发展起来，而且已经形成了一定的规模1。 我国地域宽广，并而且西部地区光照十分充足、风能、太阳能等清洁资源非常丰富，研究和开发清洁能源对解决西部偏远地区的供电有着十分重要的意义，这也是国务院发展委员会所实施的“中国光明工程”中非常重要的组成部分。而在这个清洁能源系统中，需要我们得到某地区光辐照度、湿度、温度、风速等一系列环境参数的数据，作为该地区气象变化的定量指标。充分利用监测到的参数，对能源系统中风力发电机的功率、太阳能电池板的功率、蓄电池储能容量的设计和选择是非常重要的。市场上目前有很多辐照度测试仪和风速计出售，但是却不能将所有的参数同步的测量，并且其中辐照度测试仪的成本比较高。同时我们需要的是一段较长时间内的参数的全部，现有测试仪器的测量则不能满足要求，所以设计监测清洁能源工作环境的监测仪，对整个清洁能源的深入研究与加速发展有着非常重要的意义。 我国早期通过一些国际间的合作，完成了中国西部地区的一系列示范项目。主要采用的是户用光伏发电系统或者建设小型的光伏电站，用以解决偏远地区无电村和无电户的电力供应问题。此外，光伏发电在气象、通讯、长距离管线、公路、铁路等领域都有良好的应用表现。并且这两者占据了我国目前的光伏发电的主要部分，却都不是并网发电，而且两者基本不考虑建筑的一体化，或者联系比较少的。但光伏发电技术的最佳的实现方式是光伏建筑一体化与并网发电。 当前有条件发展并网光伏系统的地区是在经济比较发达、现代化水平比较高的大中型城市。国家的可再生能源中长期规划中提出，要建设与建筑一体化的楼顶光伏并网发电设施，先在公益性建筑物上应用试验，之后逐步的对其它的建筑物进行改造，同时在车站、公园、道路等公共照明设施中推广光伏电源的使用。在“十一五”期间，重点对上海、北京、江苏、山东、广东等地对太阳能发电试点进行布设。并且已经在10年已经1 绪 论 2 建成了1000多个建在顶楼的太阳能发电项目，总容量达到了50兆瓦。并预计在2020年，我国将会建成约20000个屋顶的太阳能发电项目，其总容量可达1000兆瓦2。 在去年的“两会”期间，新能源问题再次成为了全国人大代表、政协委员们的热点关注话题。在种类繁多的新能源中，太阳能由于其直接的能量转换及利用特性和高效的转换效率，成为了可持续发展能源中最为环保、经济和清洁的。如能在我国西北地区建立光伏电站，只需西北地区约1亿亩的土地，占总面积的1%左右，便能利用其丰富的太阳能资源。就能够代替现在火电厂50到60亿吨煤能源的发电量。这写能源能让2个中国同时使用，如此我国便能实现和平的崛起，无需去与世界其他国家对能源问题过多的产生争端3。光明日报在采访全国政协常委、国家能源局原局长张国宝同志时，张国宝也提出了“中国能源结构特点是对煤炭的依赖非常的大，煤炭占了我们70%的能源来源，而发达国家却只有 30%左右是煤炭，核能在电力行业中能占到 16%，而中国核能却连 2都达不到，在十二五期间，我国必须加速改变现在的能源上的发展方式，并对能源的消费总量进行适当的控制，对现有的能源结构做出调整，努力的发展能源的生产并是其利用的方式发生转变”。在对能源结构做出调整的这一方面，他指出“在未来的5年里，一系列的光伏产业将会成为中国新的能源支柱性产业。预计在2015年的时候，我过的光伏能源利用面积可能突破4亿多平方米4。” 不过就现阶段来说光伏能源与当前传统的能源相比教成本还是比较高。且现在降低成本主要依靠提高技术创新能力和扩大产业市场规模。并且由于太阳能电池的转换效率不高，受天气影响较大，随着日照强度的降低和室外环境灰尘等的长时间侵蚀，转换效率会进一步降低。所以监测太阳能电池所在环境便是十分必要的了。 将来会越来越广泛的运用到光伏发电技术，光伏组件在实际中的使用性能将会更加受到人们的关注。为了更加准确的评估光伏组件中各项电性能参数，国家颁布了采用最新的标准：际电工委员会）标准，中间增加了在低辐照度（200W/、25、的性能测试。由于在实际应用中光伏组件经常工作在低于1000W/的状态下，单单对组件进行标准条件下的测试（1000W/、25、能够全面的反映其性能；在实际运行的光伏系统中，系统绝大多数的时间都不在标准测试条件下工作。在低辐照度下各个组件的输出特性，在很大的程度上影响了系统的发电能力，从而影响了整个光伏系统的性能。于是对组件性能进行全天候的辐照度测试便显得尤为重要。并且在实际的光伏系统运行中，由于受气候等自然环境条件的限制，组件经常在辐照强度度较低的条件下工作，准确的评估原件在辐照度较低的情况下的性能能够帮助商家改进生产的工艺来提高产品的品质。中科院风力发电系统与光伏发电系统质量检测中心在为“中国光明工程”内蒙项的检测中，对于组件在辐照度低下时的性能进行了研究。 太阳能电池的转换效率其中的一方面除了与材料和制作工艺有关，还和工作地点的各方面气候条件相关，要研究太阳能电池的转换效率就必须知道该地的气候条件；而另一方面，只有了解太阳能电池的所在的环境，才能对太阳能电池的可控因素进行因地制宜的调整，进而最大化地利用太阳光照，提高转换效率，并且可以更好地保护光伏发电1 绪 论 3 系统，延长系统的使用寿命，所以对其温度、湿度与辐照强度的研究是十分必要的。本课题更是致力于对全天候各地区辐照度等环境因素的实时监控与分析。 12 相关技术介绍 阳能电池的种类 太阳能电池是太阳光能转换为电能的一种光电元件，是根据爱因斯坦光电效应制作而成的。光电效应指的是物质吸收光子并激发出自由电子的行为5，如图11所示6，当光子所具备的能量大于材料的溢出能时，就会有电子挣脱核对它的束缚，跑出材料表面，成为自由的电子。电效应示意图 of 射出的电子能量是取决于光的频率而不是光的强度，这个的准确的叫法应是外光电效应，与此相对应的则是内光电效应，是指半导体接受到光照时使自身电导性能发生变化或由于自建场在自身内导致的光电压现象，自建场产生的光电压便是光伏电池的真正原理。 有光照射时，对于此太阳能板合适的波长会将半导体内的电子激发，这样便会让空穴重新空出来，于是电子与空穴便双双被成电压，1 绪 论 4 若是此时用导线将电子引走，此时便会产生电流。但光伏板此时生成的还是直流电，若要为电器或则将电能并入电网中，就需要安装转换器。 伏发电电池的工作原理 上所述，太阳能电池产生的光电效应和射线光强度的大小没有关系，只有入射光线频率已经到达足够产生光电效应的阀值时，电流才能够产生，所以不是全部的射线波长都能变成电能。而且很大一部分半导体对频率超过了黄光的射线才会产生光电效应。另外一方面如果光子所具备的能量比带隙能量多，这样多余的能量就会损失掉（除非光子的能量刚刚好是带隙能量的整数倍)。所以其实太阳能电池的转换的效率是很低的，例如被誉为理想化合物的半导体材料的光谱响应与太阳光的谱吻合度非常好，光吸收系数很大，但是它的理论效率也只有30，即损失率高达70%7，在实际应用中的电池一般都只有7，单晶硅为15，多晶硅17。那可不可以选择一种带隙很低的材料来更大的利用太阳光的光子呢？答案是不行的，带隙不单单决定了产生电流的多少，同时也决定了产生出的电场强度即电压，功率则是电压和电流的积，所以在选择材料时要考虑平衡这两者；此外要是不使用单一材料便可以使用多层具有不同带隙的材料，顶部为带隙较高的材料，底部则是带隙较低的材料用以吸收能量较低的光子这样也可以提高太阳能电池的工作效率。制作太阳能电池的材料有单晶硅、多晶硅、砷化镓和其他有机材料等。 而晶体硅的太阳能电池生产技术成熟，是现阶段市场上主要的光伏产品，其大致分成两类单晶硅与多晶硅。18%，在地面环境中，即在条件为18%区间内。并且多晶硅的太阳能电池不会发生光致衰退效应，如果材料的质量下降一些也不会让太阳能电池有什么影响，正是国际上前沿的研究热点。并且我们可以将原件硅1 绪 论 5 的用量及纯度改变，用以改变其单个或者大面积的电池板功率。而薄膜晶体硅太阳能电池能够降低硅的使用量，但是目前尚处于研发阶段，还未能工业化。可在单位面积上获得较高的发电功率和稳定的发电性能是晶体硅太阳能电池的优点。由于其如果一小部分被遮挡，将会产生孤岛效应，并且由于其的强光发电特性，所以需要保证其与阳光的最佳角度才能达到较高的光电转换效率，所以需要考虑其安装角度的问题，这使其整体布局与可装配的面积受到了限制。 非晶硅的太阳能电池一般是采用高频辉光放电的方法使硅烷气体分解沉积而成。由于外解沉积温度低，可在陶瓷板、玻璃、柔性塑料片、不锈钢板上沉积约 1m 厚的薄膜，便于大面积化生产，而且生产成本较低。研发动向是要改善薄膜特性，精确的设计太阳能电池结构并控制各层的厚度，改善各个层之间界面的状态，用来获得高稳定性和高效率。造价低是其最为突出的优点，而且弱光发电性能和透光性好，可以不过于考虑安装时的角度问题，对于建筑的整体效果是有利的。而且在恶劣环境下，其弱光性较其他有优势，并且其不能防止孤岛效应的产生，不会因为不能产生电流而被反偏。光电转换的效率极低是其最大的缺点，其转换率与晶体硅电池相比约占其的一半不到。要是采用玻璃制作的非晶硅电池，它的发电效率就只有 1%2%；其它的材料根据其透光率的不同，发电效率也就各有不同，从 4%8%各不相等。这就说明了如果需要与晶硅电池发出相同的电力，这采用非晶硅薄膜电池时需要几倍于他的安装面积。而发展到今天在市场上经常见到的是硅基太阳能电池，其在实验室的最高转换效率可达到约30，而在实际应用中就低一些了。 阳能光伏发电系统 太阳能光伏发电系统是一种新兴的能源发电模式，它将电力电子技术、半导体技术、建筑技术等不同领域的技术紧密的结合在了一起8。光伏技术中不断的采用新材料与工艺，半导体技术的发展日新月异，光伏电池与光伏组件不断的更新换代，出现了铜铟镓硒、碲化镉等各种新型的薄膜电池，以及与其配套的透光率不同的薄膜组件等9。而且随着光伏技术运用的增多和装机容量的增加，于是对逆变器等各个基于电力电子技术的光伏系统核心的设备也提出了更多要求。另外一方面，光伏与建筑的一体化不断发展，光伏组件作为建筑的构件出现了，并且在大型的公用建筑中得到了应用。所以虽然目前的光伏发电技术仍未发展成熟，但采集光伏系统运行环境的数据，并建立起一套对光伏发电系统运行环境进行全面监测与分析的任务势在必行。 而光伏发电系统的原理入下图 白天有光照条件下，由于太阳电池组件可以产生一定的电动势，并且通过组件将他们串并联形成太阳能电池方阵，并且让整个方阵的输出电压达到要求。然后通过控制器对蓄电池组充电，这样便将光能转换来的电能储存起来。到了晚上，蓄电池组便能通过白天储存的电能对逆变器提供输入电能，这样就能通过逆变器将直流电转换成交流电交与交流负载使用。而蓄电池组的充电或者放电情1 绪 论 6 况则由控制器进行控制，这样保证蓄电池的正常使用。这样便完成了太阳能电能化学能电能光能的一系列转换。 阳能光伏发电系统可分为独立光伏发电系统与并网光伏发电系统两种： 1、独立的光伏发电系统一般叫做离网光伏发电系统。主要由太阳能电池组件、蓄电池、控制器组成，如果要为交流负载提供电能，则还需要配置上交流逆变器。 2、并网的光伏发电系统则是通过并网逆变器转换将太阳能组件产生的直流电转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。 并网光伏发电系统中的国家级电站都是大型集中式的并网光伏电站，其特点主要是将所发的电能直接的输入电网之中，并由电网对其统一的调配。但是，这种国家级电站的投资巨大，建设的周期过长，占地面积也不小，目前的发展需要的资源太多，还处于发展阶段。但是小型分散式的并网发电系统，特别是新近的光伏建筑一体化这个系统的建立，基于其投资相对较小，而且建设快、占地少，国家也对其发展大力支持，成为了目前的并网光伏发电的主潮。 照度的测量 太阳能电池是将光能转化为电能的器件，但是光的表征量却有很多，监测哪个量才能最好的表述“光能”的意义呢？在国际标准中，准太阳光谱、的辐照度标准条件下进行的10，因此我们在系统中是对太阳能电池板进行测试。 在辐射接收面上单位时间内单位面积上收到的辐射能量便叫做辐照度，即在单位面积上光的功率，单位为W/阳光辐照度主要与两个因素有关：一是接受物所在的高1 绪 论 7 度，以及接收的角度，所以犹豫在不同的纬度区域，或者由于地球的公转引起的季节变化，以及地球自转导致的日夜交替的时间变化所得到的太阳光辐照度都是各不相同的；再是太阳光中有一些特定的光种由于在到达地球表面时受到了地表外界的影响，主要是大气的反射、散射和吸收等，并且大气对特定光的影响又由不同的气候条件所干预，如阴天的影响明显要大于晴天。所以在地面上的辐照度就达不到1000W/只有600900 W/且太阳辐射还有一个很重要的特点就是均匀性非常的好，这样就可以认为太阳光对于一个方阵上的太阳能电池板是平行光，可以保证各个接收点的辐照度相同。 光谱特性也是太阳能电池所具有的，即对于不同波长的光，太阳能电池对其反应也是不相同的。如硅光电池响应的光波波长范围在 间，光谱响应峰值O1，硒光电池的波长响应范围为038752，本文中系统所属的项目运用的材料是硅，因此，在选择器件的时候精良选择合适测量的器件。 测软件在我们队光伏系统的工作效率进行评价之前，必须获得光伏系统运行的数据和工作环境的数据参数，因此大量的光伏数据采集系统随之应运而生。较早的数据采集系统一般都是基于单片机等技术。来分析光伏系统的性能与处理各种情况，并且建立了一个小型的光伏运行数据库13。但这种比较传统的数据采集系统是运用样就限制了最高采样频率，而且很难对原有的程序进行修改。由于近年来虚拟仪器平台在仪器的控制、开发和维护各方面的突破，便开始有一些基于光伏数据采集系统大致可以分为两类，一是对太阳能电池和光伏组件的各种特性，特别是对其中的另外一类则是对光伏系统的运行状况与环境进行监测。 并且已经有人在对于太阳能电池和光伏组件的检测上有了一些基于 不错尝试。电池、数据采集卡和太阳模拟器整合起来，利用且对太阳的辐射模拟和电池电能的冲放都实现了控制14。N是对一套用来监测太阳能设备的系统进行了介绍；它是利用的是精度很高的I/O 以以能自行对光伏阵列将环境参数和光伏系统运行参数进行存储15。 个系统能提供的实时数据有：直流和交流功率、风速风向、直流的电压电流和交流的电压电流；文中讲明了可以利用力1 绪 论 8 仪器相接触的可能，让他们接触到传感器等数据采集系统的各个部分。这个系统下步的工作便是采集太阳的辐照度与环境温度16。B为能借助智能化的管理策略来提升一个独立的可再生的能源性能；用户能把最好的控制办法运用在以光伏柴油为能量的混合动力系统上；而持续的气象监测作为控制策略的一个部分，为太阳能能源与负载的需求提供了预测数据17。硬件基于的是 件则是该设备能对光伏设备的性能、太阳辐射和环境温度、湿度等进行实时的监测；并且通过监测并网太阳能系统来测试器的稳定性；其结果表明了该监测系统的确是具有很好的稳定性与准确性，并且该系统所检测的太阳能系统亦符合国家的要求18。 虽然我国尝试了相当多的对电能质量测量的方法，不过在国内却还是处于仿真的阶段，国外才真正的对太阳能发电系统电能的质量等参数进行较多监测；文指出了系统要求对设计是会产生的影响，并对软件架构、功能设计以及基于9。是对太阳能发电并网系统电能的质量监测进行了介绍；利用率、波形畸变、电压闪变和功率因数等电能质量的参数进行了测量，并适应了所有国内和国际技术标准的特殊要求；并测试了系统的可靠性，以及也适用于监测光伏并网发电系统20。 由上文所述，对于光伏系统的评价系统的建立是一项重要课题，而建立起一套行之有效的评价方法则尤为重要。T就是指的是系统的实际产出和我们预计其能产出的比；但是在这之前光伏系统一般都是利用传统评价方式，比如有效运行时间、装机容量和效率等等，但是对于太阳能发电系统，单单只靠这些简单的性能指标是不能对系统进行优化的；作者将文章内还有其计算是的过程与例子的结果等21。出了环境的温度对系统的额定功率影响的大小，并把能量的采集损失分成了非热损失与热损失两种22。们所采用的方法是对新参数的监测来预估系统的损失，其中包括了环境温度、太阳光的入射角度、逆变器运行时的损耗、直流电路内部的损失等等，并由此对太阳能系统的管理提出了改进办法23。将英国的光伏设计与运行经验做出了分享24。 13 研究课题的来源、主要内容 本文的研究课题是来源于省部级光伏项目中的一个子课题。这是由我与日新科技联合研发的部级项目中衍生出来的。太阳能电池发电系统环境监测系统是由几个部分组成1 绪 论 9 的，其中温湿度和辐照度等环境数据采集是其中的一个很重要的部分，是属于传感器节点的一个部分。应导师要求，本人主要研究传感器节点上辐照度等参数的测量与分析，则需要掌握和研究的主要内容有： (1)在开发系统之前，研究对光伏系统的评估方法。从原理出发了解光伏技术的各种特征参量的测量与计算方法。 (2)按设计方法，了解并研究光伏环境监测仪的设计，组成结构与运行原理等。 (3)讨论现有的光伏系统各项参数，并根据开发平台 出设计系统个四条原则：数据流、数据库、分布式和模块化。 (4)依据设计的原则，讨论现有的技术和方法，并推导出采集系统开发的方法。包括了仪器控制、同步、数据访问、外部程序调用、程序设计模式、数据库的结构与访问、还有人机界面等等。 (5)对设计好的模块分别进行运行和检测，并得到光伏运行的各项参数，分析并讨论数据的有效性与合理性。 (6)分析光伏运行数据与整体环境参数的联系，并分析在不同辐照度情况下，不同的光伏系统的运行效率。 如上所述，我们的研究思路为需要解决的问题，评价的方法、解决的思路，设计的原则、解决的方法，设计的方法、最后解决的方案，数据的测算、数据的分析。由此线撰写了本论文。 2 光伏发电效率的评价方法 10 2 光伏发电效率的评价方法 由于我们所测量的太阳能电池板均属于小规模，则有一些可能影响电池板输出功率的通用器件参数我们不予考虑，下面简单介绍一下光伏发电效率的评测方法。 21 光伏原理 由上文介绍得知太阳电池是通过光伏效应将太阳的辐射能量转变为电能。其中晶体硅的太阳电池原理是光线照射在太阳电池板上，会产生电子空穴对，而在 的内建电场的作用下，其中一部分电子与空穴对被相互分离从而聚集在电池的两端，形成电动势，而在电极上接上负载之后，便有电流通过了。 体硅太阳能电池的等效电路由且考虑并联电阻联电阻联电阻基尔霍夫定律来描述等效电流则可表示为： 1)( （ 其中是绝对温度、太阳能电池产生的电流时材料的扩散、复合等特性也能对其造成影响。这样我们先假设电池产生的电流 有： 1 ( d s I V 2 光伏发电效率的评价方法 11 示了在标准的测试条件下的辐照度1000W/是表示在标准条件下电池原件的温度25 其中系数因如此一般将温度对太阳能电池所产生的电流影响忽略掉也是可以的，即只认为 如果忽略它，电池板产生的电流就接近于短路电流，即5。 而饱和的电流6。饱和电流则是随着温度的上升增加： gr 式中如果我们的电池板做的非常的完美，能忽略电阻对其的影响，则可以将我们的讨论简化： 1描述该等效电路的V 面则是在一定的照射强度、工作温度以及面积的条件下，用来衡量两个主要制约太阳能电池的参数27： 短路电流果电压是0，电池输出的就是最大的电流。即在理想情况下如果V=0，2 光伏发电效率的评价方法 12 则h，由公式(得，开路电压当电流为0时，则电池输出的就是最大的电压，并且其随着辐照强度的增加会呈对数的方式增长。 )1 太阳能电池的输出功率是电压与电流的乘积，最大功率点(则最大功率为： （填充因子(F)用来衡量电池8。它定义为： （太阳能电池的效率的另一种衡量方式是太阳电池的能量转换效率，即电池板在一定的面积和温度下，电池的最大输出功率和照在电池板山峰的辐照强度的比值: （其中是面积。 太阳电池输出要最大功率则必须令 0)( 由(可得： )1 由于在温度不变的时候，可得到)=0，同理也可以得到么我们最终可得到: F()=0 (是我们可以通过数值计算出它们的关系。 22 外界环境影响 太阳的辐射强度G(t)(W)在一段时间内的累积被定义为太阳辐射量，那么太阳每日的辐射量： , )( （其中，由于光伏系统夜晚是无法启动的，所以为了与光伏发电更好2 光伏发电效率的评价方法 13 的相对应，我们便将这个有效地时间长度定为（但是在实际的测量中，记录的数据是离散的，所以在每个测量的周期，都将记录的功率G(测量间隔为： )(（其中，一天测量的次数为 。则太阳每个月的辐射量EM,)(, （)(12, （其中，逐月日均辐射量则可以定义为： )(1 , （在通常的光伏设计中，人们经常利用日照的峰值小时数来估算太阳能电池组件的输出。它是将一天的太阳辐射量进行累积，就得到了这一日的太阳辐射量，再转换成标准太阳辐射1000 W /是日照峰值可表示为: 1,（将这个概念进一步的推广，就可以用于计算年、月等时间跨度较大的太阳辐射量。另外还有一种日照数据的形式被称作日照小时数，其描述了在给定的一个时间段内，一天中超过了210W/而每日平均温度的作用时间计算则可以分成一整天的和光伏系统工作中的时间，而两者都可以从本课题的环境监测仪中得到，并且光伏系统有效工作时间内的温度则可以与光伏系统的研究更好地配合29。但无论是哪种方式，我们都可以将之定义为： )(1 （其中， 或者 ，2 光伏发电效率的评价方法 14 23 电气的参数 光伏发电方阵输出直流的功率为其的输出直流电压与直流电流的积： （光伏方阵每日所发的电量 . ： (0, （与太阳的每日的辐射量相类似，我们在实际监测数据的时候，由于记录的数据是离散的，所以每一个周期内，都是将记录的功率测量间隔为： )(, （其中，测量的次数 。 光伏方阵的每个月的发电量C、每年的发电量 可分别的定义为： (, （ 12 , )( （ (1, （其中，虽然本测试系统中没有对光伏发电系统的交流部分进行测量，但我们任然对交流系统的参数进行一下讨论。 如由过时通过逆变器来转化的交流电，则所输出的交流电压、电流、功率等数据的有效值可以如下的计算： 2 )(1 （ 2 )(1 （2 光伏发电效率的评价方法 15 )()(1 （但在实际的测量中，采集卡采集数据是离散的，则： 1021 （1021 （101 （其中的 s # ，f(是所测量的波形频率。 与太阳能发电方阵每日所产生的直流电量相类似，每个测量周期，将记录的功率测量间隔为： )( （其中，测量的次数 。 光伏方阵的每个月的发电量C、每年的发电量 可分别的定义为 (, （ 12 , )( （ (1, （其中，24 能量的评价 对太阳能发电系统进行监测是为了证明该系统是一个能稳定运行的能源系统；并依照各个不同的地点，对太阳能发电系统做出优化；并建立一个能够对处于不同地点，或2 光伏发电效率的评价方法 16 规模不同、类型不同的太阳能发电系统进行评测的标准30。 对并网光伏发电的评价最重要的测定标准是其在一段固定时间内所能输入到电网中的电能 了对处在相同环境下规格不同的太阳能发电系统做出比较，我们对其除以太阳能发电系统标称的功率能得到最终的发电量： （其中，)，其可以简化为h/D，它的物理意义我们理解成峰值发电小时。 为了比较光伏发电系统在不同地点应为受到不同辐照度的影响，便定义了的性能比(R)。定义是该光伏系统输的电能理想化的光伏系统在25和相同的太阳辐射下的比。这样就能表示该系统能利用的有效光伏能量： %100 （其中 是该光伏系统组件在标准测试条件下的效率，P 。 要是将（则（而其中参考辐射量 物理意义是在一段单位时间组件单位面积受到