【揭秘】同样是光伏发电,南方和北方的差别有这么大吗？

2019-3-5

我国太阳能年辐射的总量来看，太阳能随着纬度升高而增长，以西部和东部为例：西部地区则高于东部地区，除西藏和新疆两个自治区外，基本上是南部低于北部。而且太阳能总辐射也跟随着季节的变化而改变的，下面就以甘肃省为例：夏季太阳总辐射最强，达1985.6MJ/㎡，平均太阳总辐射为冬季的一倍以上;次强为春季，达1785.0MJ/㎡;秋季为1251.5MJ/㎡，最弱的是冬季仅为967.6MJ/㎡。

太阳能光伏电站的发电量也与气候有关，特别在夏季，北方发电量要比南方高。如果安装一个10KW电站的话，同样的组件河北要比广东每个月要多发40度电，但是，并不是一定四季北方都比南方发电量高，在12月到2月之间，南方比北方发电量高。

下表是以地方5KW光伏电站1年内的实测发电量数据对比，分别是北京、江西、广东。

从上述数据可以看到，3个地方都是夏季发电量最高，冬季最低，但是低纬度的广东变化幅小，纬度高的北京年变化幅度大。纬度越高，春季与秋季变化速度越快。

产生这种现象的原因是北方纬度高的地区降水很少，多晴朗天气，大气对太阳辐射是反射和散射少，太阳辐射强。南方春夏降水丰富，特别是6月多雨天气，云层厚度大，云层对太阳辐射的反射和散射多，太阳辐射弱一些。所以夏季北方发电量高。而到了冬天，南方降雨量也不大，北方则是雾霾和雨雪天气增加，白天时长也比南方短，因此发电量就比不上南方。

下面再以哈尔滨、北京、常州、温州、东莞、三亚等6个地区的方阵总辐射量数据，光伏支架按最佳倾角正南方向安装。

数据来源：坎德拉PV，数值单位：kWh/㎡从上表可以看到，哈尔滨3月份辐射量最好，12月最低，相差1.96倍;三亚5月份最高，12月最低，相差1.32倍。

冬夏季发电量差异对系统设计的影响：

1)对于分布式光伏并网项目，光伏发电和电网相连，这个差异对系统没有影响。

2)对于光伏离网系统，组件设计的基本满足光照最差季节的需要，但在高纬度地区，最差季节的光照度远远低于全年平均值，如果还按最差情况设计太阳能电池组件的功率，那么在一年中的其他时候发电量就会远远超过实际所需，造成浪费。这时可以考虑适当加大蓄电池的设计容量，增加电能储存，使蓄电池处于浅放电状态，弥补光照最差季节发电量的不足。另外，适当增加组件倾角，也可以增加冬季发电量。

3)有的项目要求光伏系统尽量平滑输出，组件比逆变器超配很多，这些项目在低纬度地区比较容易实现，在高纬度地区，夏季发电量浪费比较多，冬季又不能实现平滑输出，要慎重考虑。