Zehn Faktoren, die die Stromerzeugung von Solarkraftwerken beeinflussen

Bei konstanter installierter Leistung des Photovoltaik-Kraftwerks wird die Stromerzeugung durch die Intensität der Sonneneinstrahlung bestimmt, und die Menge der Sonneneinstrahlung korreliert positiv mit der Stromerzeugung. Die Strahlungsintensität und die spektralen Eigenschaften der Sonne ändern sich mit den meteorologischen Bedingungen.

Die Strahlungsmenge der geneigten Fläche ist bei unterschiedlichen Installationswinkeln im gleichen Bereich unterschiedlich. Die Strahlungsmenge der geneigten Fläche kann durch Anpassen des Neigungswinkels des Batteriepanels (die Halterung ist fest und verstellbar) oder durch Installation einer Nachführeinrichtung (die Halterung ist nachgeführt) erhöht werden.

Das Wechselrichter-Kapazitätsverhältnis bezeichnet das Verhältnis der Nennleistung des Wechselrichters zur Kapazität der Photovoltaikmodule.

Da die von Photovoltaikmodulen erzeugte Energie an den Wechselrichter übertragen wird, entstehen in den Zwischenschritten zahlreiche Verluste, und die meisten Komponenten wie Wechselrichter und Transformatoren erreichen nicht die volle Last. Daher sollte die Leistung der Photovoltaikmodule etwas höher sein als die Nennleistung des Wechselrichters. Erfahrungsgemäß ist in Gebieten mit hohem Solarenergiepotenzial ein Verhältnis von Photovoltaikmodulen zu Wechselrichter von 1.2:1 optimal.

Die Reihenschaltung der Komponenten führt zu Stromverlusten aufgrund der Stromdifferenz zwischen den Komponenten, und die Parallelschaltung der Stränge führt zu Spannungsverlusten aufgrund der Spannungsdifferenz zwischen den Strängen.

In CNCA/CTS00X-2014 „Technische Spezifikationen für Leistungstests und Qualitätsbewertung netzgekoppelter Photovoltaik-Kraftwerke“ (Entwurf zur Kommentierung): Es wird gefordert, dass der maximale Fehlanpassungsverlust von in Reihe geschalteten Modulen 2 % nicht überschreiten darf.

Komponentenverschattung kann durch Staub, Schnee, Unkraut, Bäume, Batteriepaneele und andere Gebäude verursacht werden. Verschattung reduziert die vom Modul empfangene Strahlung und beeinträchtigt die Wärmeabfuhr, was zu einer Verringerung der Ausgangsleistung und möglicherweise auch zu erhöhter Wärmeentwicklung führen kann.

Mit steigender Temperatur von kristallinen Siliziumzellen sinkt die Leerlaufspannung. Im Bereich von 20–100 °C nimmt die Spannung jeder Zelle mit jedem Grad Celsius Temperaturanstieg um 2 mV ab, während der Strom mit steigender Temperatur leicht zunimmt. Generell sinkt die Leistung der Solarzelle mit steigender Temperatur. Der typische Leistungstemperaturkoeffizient beträgt -0.35 %/°C, d. h. die Leistung sinkt mit jedem Grad Celsius Temperaturanstieg um 0.35 %.

Die Leistungsabnahme eines Moduls beschreibt das Phänomen, dass dessen Ausgangsleistung mit zunehmender Beleuchtungsdauer allmählich abnimmt. Der Leistungsabfall hängt von den Eigenschaften des jeweiligen Bauteils ab. Man kann die Leistungsabnahme grob in drei Kategorien einteilen: plötzliche Leistungsabnahme durch schädliche Einflüsse, anfängliche lichtinduzierte Leistungsabnahme und alterungsbedingte Leistungsabnahme.

CNCA/CTS00X-2014 „Technische Spezifikationen für Leistungstests und Qualitätsbewertung netzgekoppelter Photovoltaik-Kraftwerke“ Die Dämpfungsrate von Polysiliziumkomponenten darf innerhalb eines Jahres 2.5 % und innerhalb von zwei Jahren 3.2 % nicht überschreiten; die Dämpfungsrate von monokristallinen Siliziumkomponenten darf innerhalb eines Jahres 3.0 % nicht überschreiten, der Rückgang innerhalb von zwei Jahren sollte 4.2 % nicht überschreiten.

Ausfallzeiten aufgrund von Geräteausfällen in Photovoltaikanlagen beeinträchtigen die Stromerzeugung des Kraftwerks unmittelbar. Fällt beispielsweise die Wechselstromanlage oberhalb des Wechselrichters aus und schaltet sich ab, ist der Leistungsverlust enorm. Auch Geräte, die zwar laufen, aber nicht ihre maximale Leistung erbringen, können Leistungsverluste verursachen.

Regelmäßige Wartung und Überholung sind für Kraftwerke unerlässlich. Durch eine sorgfältige Planung der Überholung lassen sich Stromausfälle reduzieren. Das Kraftwerk sollte die Wartungsintervalle an seine individuellen Gegebenheiten anpassen und gleichzeitig die Effizienz der Wartungsarbeiten optimieren, um Produktionsausfälle durch planmäßige Wartung zu minimieren.

Aufgrund des Netzverbrauchs ist in einigen Gebieten der Betrieb von Photovoltaik-Kraftwerken mit begrenzter Leistung erforderlich.

Zusammenfassen

Zu den Faktoren, die die Stromerzeugung von Photovoltaik-Kraftwerken beeinflussen, gehören die Solarenergiequellen, die Modulinstallationsmethoden, das Wechselrichter-Leistungsverhältnis, die Reihen-Parallel-Schaltung der Module, die Modulverschattung, die Modultemperaturcharakteristik, die Modulleistungsdämpfung, die Betriebs- und Wartungsstabilität der Anlagen, die routinemäßige Wartung und der Netzverbrauch. Diese Faktoren wirken sich in unterschiedlichem Maße auf die Stromerzeugung des Kraftwerks aus.