于培諾教授指出對(duì)于光伏組件來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)輻射量用的是氣象局的數(shù)據(jù)，發(fā)電量是用抄電表的數(shù)據(jù)，太陽(yáng)是什么地方的輻照量，是組件上的輻照量，和環(huán)境照射是兩回事。對(duì)于光伏逆變器而言，真實(shí)環(huán)境之下需要考慮的問(wèn)題更多。要從實(shí)驗(yàn)室走出來(lái)，走到真實(shí)的太陽(yáng)光下，這是未來(lái)光伏行業(yè)發(fā)展的空間。

2018年7月8日，2018光伏領(lǐng)袖峰會(huì)˙黃山光伏大會(huì)二十年紀(jì)念論壇在黃山新華聯(lián)豪生大酒店舉辦，一起光伏APP對(duì)論壇進(jìn)行直播。中國(guó)電子科技第十八研究所于培諾教授講解了太陽(yáng)能光伏的演變。

北極星太陽(yáng)能光伏網(wǎng)為您帶來(lái)發(fā)言實(shí)錄：

中國(guó)電子科技第十八研究所于培諾教授：

各位下午好，我講這個(gè)題目是敢問(wèn)路在何方，我感覺(jué)路就在腳下，怎么走要從實(shí)驗(yàn)室走出來(lái)，走到真實(shí)的太陽(yáng)光下，這個(gè)時(shí)候我想問(wèn)題就可以得到解決。我就從電站的容量開(kāi)始。我們先從領(lǐng)跑者計(jì)劃硬性指標(biāo)開(kāi)始，我摘錄其中的一些重要數(shù)據(jù)，先說(shuō)晶體硅的轉(zhuǎn)化效率，比如說(shuō)他不低于17%，為什么說(shuō)17%呢?還有單晶硅，多晶硅多少，在低輻照每平方米200W的輻照下，折合1000瓦的效率不低于97%，這是一個(gè)要求。而組件的衰減一年不大于2.5%，組件的衰減是什么概念我接下來(lái)詳細(xì)講。聚光薄膜電池轉(zhuǎn)化效率不低于8%，還有聚光光伏組件光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到30%以上。我先對(duì)這些光伏器件這幾個(gè)指標(biāo)按我的理解進(jìn)行一些解釋。

首先效率不低于17%，每平方米200瓦光強(qiáng)的情況下，不低于97%，這個(gè)是什么意思呢?顯然他是按照IC6，1015的要求在低光線要求性能是怎樣的。再一個(gè)薄膜電池也是按照實(shí)驗(yàn)室的效率不低于8%，還有聚光電池，從上面這些數(shù)據(jù)來(lái)看，顯然這些數(shù)據(jù)都是實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)，下面還有詳細(xì)講。再講逆變器，逆變器最高的轉(zhuǎn)換率不低于99%，基本上轉(zhuǎn)換效率沒(méi)有什么變化，中國(guó)效率不低于98.2%，這是聯(lián)盟者計(jì)劃講的，有中國(guó)效率當(dāng)然也有美國(guó)加州效率，還有歐洲效率，是誰(shuí)向誰(shuí)學(xué)的大家可以考慮一下。下面再講電站，電站的系統(tǒng)效率不低于81%，當(dāng)年的總輻射量不低于5464焦耳每平方米，100MW電站不小于15000萬(wàn)千瓦時(shí)，這個(gè)上面要求不太一樣的，但是有一點(diǎn)是相同的，就是都提到效率，太陽(yáng)能電池效率18%，逆變器99%，到系統(tǒng)效率81%，這是怎么算出來(lái)的呢?一個(gè)最多效率在十幾怎么來(lái)一個(gè)81呢?很多專家解釋了81%就是PR，什么叫PR，就是61724對(duì)PR有一些定義，有人說(shuō)這就是能量效率，很多人都提到這個(gè)數(shù)據(jù)。有另外一個(gè)專家說(shuō)，實(shí)際發(fā)電量和理論發(fā)電量的比值就是PR，不管這兩者說(shuō)法哪一個(gè)對(duì)還是不對(duì)，我下面都有詳細(xì)的理論解釋。

這里就涉及這么一個(gè)問(wèn)題，前面幾個(gè)基本上不管是逆變器也好，太陽(yáng)電池組件也好，基本上都是實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的結(jié)果，光電站除了實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量結(jié)果之外，還有室外的一些數(shù)據(jù)。室外的什么數(shù)據(jù)呢?一個(gè)是5464兆焦，這是氣象臺(tái)的數(shù)據(jù)，原來(lái)是卡路里，另外千瓦時(shí)，顯然不是做系統(tǒng)設(shè)計(jì)者測(cè)量的結(jié)果，他說(shuō)抄表的數(shù)據(jù)，因?yàn)殡娏勘硎请娋W(wǎng)公司專門(mén)提供的。太陽(yáng)輻射量用的是氣象局的數(shù)據(jù)，發(fā)電量是用抄電表的數(shù)據(jù)，太陽(yáng)是什么地方的輻照量，是組件上的輻照量，和環(huán)境照射是兩回事。我可以用他計(jì)算出來(lái)，不是很容易的，這個(gè)等于計(jì)算氣象數(shù)據(jù)一樣，接下來(lái)到底所謂功率是怎么一個(gè)意思。

這里設(shè)置兩個(gè)問(wèn)題，到底什么是效率?顯然效率是有條件的，在什么條件下的效率?現(xiàn)在就講條件了。大家經(jīng)常講把300瓦，你是310瓦解，我是270瓦，這是什么，這個(gè)都是所謂標(biāo)準(zhǔn)IDEDN5實(shí)驗(yàn)室測(cè)量出來(lái)的瓦數(shù)，就涉及到光源的問(wèn)題。就是看紅線，這個(gè)是怎么來(lái)的呢?MM0太陽(yáng)光穿越理想的AM1.5大氣層之后的光伏照射數(shù)據(jù)，這個(gè)太陽(yáng)的數(shù)據(jù)是誰(shuí)搞的?是美國(guó)NASA，他們搞出來(lái)的模型，不是標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)，而是標(biāo)準(zhǔn)大氣層，什么是標(biāo)準(zhǔn)大氣層，他有厚度，厚度是1.5，大氣層的結(jié)構(gòu)是嚴(yán)格規(guī)定的，比如說(shuō)氧多少，水蒸氣多少，二氧化硫多少，二氧化碳多少，PM2.5顆粒多少，灰塵多少，可懸浮的顆粒多少，都有嚴(yán)格規(guī)定的，有這個(gè)嚴(yán)格規(guī)定才知道這個(gè)光伏。這些光伏是水氣光譜。算出來(lái)的這個(gè)數(shù)據(jù)只是一個(gè)條件，只是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)，最關(guān)鍵的東西是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣層，就是AM1.5，這是一個(gè)很重要的標(biāo)準(zhǔn)，再加兩個(gè)條件，一個(gè)是積分值每平分米1000瓦，拿這個(gè)算出來(lái)不是1000瓦。在這種條件下，標(biāo)準(zhǔn)條件就是這樣的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)條件。

我們就找一個(gè)比較好的天氣做一個(gè)測(cè)量。對(duì)著太陽(yáng)測(cè)一個(gè)組線是A，水平放置作為B，背向太陽(yáng)是C。這是我們實(shí)測(cè)的結(jié)果，這個(gè)和AM1.5不太一樣，這個(gè)就是不太一樣，這個(gè)就是真實(shí)和理想之間的差別。由這樣來(lái)說(shuō)，到底效率到底怎么意思呢?我搞一個(gè)大公司的組件，連續(xù)測(cè)8個(gè)，首先在1千瓦測(cè)量他的效率，從1100一直測(cè)到200效率是不一樣的，效率最高是500的時(shí)候，我們現(xiàn)在用的組件都是指的STC功率效率，這是哪一個(gè)公司的，其他的公司呢?都一樣。

剛才講了實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果是這樣，我們到室外測(cè)量一下，下面是儀器從出太陽(yáng)到落太陽(yáng)，下面的曲線是太陽(yáng)輻照變化，上面的綠線是組件的效率。最低效率是中午12點(diǎn)左右。這個(gè)出現(xiàn)一個(gè)很大的反差，這個(gè)和實(shí)驗(yàn)室測(cè)得不太一樣，實(shí)驗(yàn)室是有峰值，而室外測(cè)不是峰值，是一個(gè)谷，這個(gè)就是實(shí)驗(yàn)室和真實(shí)太陽(yáng)區(qū)別。這個(gè)區(qū)別就反映在PR上。

既然單獨(dú)講組件效率，講逆變器效率看不出來(lái)，我們把德國(guó)有一個(gè)很大的公司160多個(gè)數(shù)據(jù)。第一行是他的面積，第二是功率，第三是因?yàn)樗麄兊慕y(tǒng)一地點(diǎn)，太陽(yáng)輻照量，然后是功率效率，效率一般指的都是標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下是這么一個(gè)結(jié)果，他不僅有這個(gè)數(shù)據(jù)，德國(guó)是在亞森做的測(cè)試，測(cè)量了他的PR，還有實(shí)行的是多少千瓦時(shí)的發(fā)電量。效率和PR看來(lái)不是一致的，PR是88和90，但是兩個(gè)效率不一樣。PR是一種數(shù)學(xué)游戲，PR和千瓦時(shí)實(shí)際上是一回事，這個(gè)時(shí)候發(fā)現(xiàn)效率高的PR不一定高，效率低的PR不一定就低。這行也是說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，效率和PR。最后這行最有意思，面積都一樣，瓦數(shù)也一樣，但是PR不一樣。這就出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，要不就是你測(cè)量發(fā)電量和表面輻照量測(cè)量問(wèn)題，要么就是現(xiàn)實(shí)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)下的瓦數(shù)有問(wèn)題，否則為什么會(huì)出現(xiàn)這么一大堆反差。國(guó)內(nèi)的不少企業(yè)或者發(fā)表一些電站的數(shù)據(jù)往往都是用最后這行來(lái)排的。

如果這是一個(gè)規(guī)律的話，什么是PR，PR就是效率，如果是能量效率我還是拿一個(gè)月的數(shù)據(jù)，雖然找4個(gè)，效率都大于百分之百，效率大于百分之百不可理解，比是說(shuō)PR就是能量效率嗎?那怎么是百分之百呢?人家PR是講一年沒(méi)有一個(gè)月的數(shù)據(jù)哪有一年的，所以就有問(wèn)題了。還有一個(gè)大公司對(duì)于PR的解釋叫做實(shí)際發(fā)電量和理想發(fā)電量的比值，如果是實(shí)際發(fā)電量和理想發(fā)電量的比值大于1怎么理想，理想比現(xiàn)實(shí)還糟，用效率解釋是解釋不通的，是有問(wèn)題的。盡管是這樣，幾年之前也在講，如果是這樣還是按照PR來(lái)做，我也給你們做一個(gè)。我做一批組件。我和270W的組件和特制組件169W，都在實(shí)驗(yàn)室測(cè)量，把這些東西拿到室外進(jìn)行發(fā)電量的測(cè)試。測(cè)一天的發(fā)電量，從早到晚是一個(gè)周期，完了之后所謂實(shí)驗(yàn)室的表征調(diào)整下的比值。一個(gè)藍(lán)線一個(gè)紅線，下面是天數(shù)，差不多有100天的連續(xù)測(cè)量可以看出來(lái)哪一種好嗎?某一種程度綠線比紅線還要好，但是一個(gè)是270W，一個(gè)是169W。既然是這樣，這是2007年的數(shù)據(jù)，當(dāng)時(shí)我們搞了光明工程的時(shí)候，一個(gè)非晶硅組件好在什么地方，不好在什么地方，這個(gè)非晶硅，當(dāng)時(shí)就提出來(lái)，用每瓦發(fā)電量來(lái)比。他不穩(wěn)定怎么辦，讓他穩(wěn)定了再說(shuō)，416有規(guī)定，經(jīng)過(guò)多少輻照量之后的穩(wěn)定。這是美國(guó)公司的竅門(mén)，用最短的時(shí)間達(dá)到輻照量，這個(gè)做光軟化還是做熱退活。這個(gè)數(shù)字是不是就穩(wěn)定了，他本身要可靠，找了一個(gè)日本公司做非晶硅，日本很有名的公司，是卡內(nèi)卡(音譯)，拿他的組建。飆升至80瓦，實(shí)際一測(cè)是100多瓦，你買(mǎi)80瓦，我給你100瓦你占便宜了，但是我要分母是用80瓦還是100瓦算差距很大。測(cè)發(fā)電量參考點(diǎn)，按照歐洲人的光電，就用分母瓦，就選擇組件表面上的輻照度測(cè)，這樣就出了一個(gè)新的概念“能量效應(yīng)”，我連續(xù)測(cè)了5年，從2005年做起來(lái)的，從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)確實(shí)對(duì)非晶硅有一些不公平，而在這里發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了一個(gè)峰值和谷值，在不同的季節(jié)，而兩個(gè)正好還是相反的，這樣對(duì)非晶硅和薄膜電池，他的效率才6%，那個(gè)效率10%。現(xiàn)在來(lái)看的話，這個(gè)差距不是很大，所以研究薄膜電池用什么方法，嚴(yán)格來(lái)講按照什么游戲規(guī)則來(lái)判斷這個(gè)數(shù)據(jù)這是很重要的。

從這里來(lái)講又提出新的技術(shù)問(wèn)題，組件的能量可以這么來(lái)測(cè)，表面的輻照度怎么定，氣象局是按照世界氣象組織定的，在水平面距地1.5米，在太陽(yáng)力度角類不允許有任何遮擋度的太陽(yáng)總輻射量，一個(gè)是直射量，一個(gè)是散射量，我調(diào)查發(fā)現(xiàn)，到哈爾濱發(fā)現(xiàn)，總輻射有一個(gè)頭朝下的，兩個(gè)數(shù)向減叫凈輻射，發(fā)現(xiàn)在1月份凈輻射是負(fù)值，言外之意，太陽(yáng)輻射除了直接輻射，散射輻射還有另外一種輻射，就是地球輻射。白天地球接受大量的太陽(yáng)光，他熱容量比較大，到第二天他開(kāi)始發(fā)光了，他也發(fā)光了，這種顯然沒(méi)有被氣象局接受。所以斜面輻照量的測(cè)量很關(guān)鍵，所以這個(gè)我也做了一，一個(gè)黑線，一個(gè)紅線，大家知道現(xiàn)在通常的輻射劑是半玻璃球英文名字是叫Pyranometer，這是叫熱電硅的輻射劑(音譯)，氣象局百分之百都是用這種，因?yàn)檫@是世界氣象組織規(guī)定用他來(lái)測(cè)量，這是二次儀表，嚴(yán)格來(lái)講他是測(cè)輻照度，也不是測(cè)功率的，他是測(cè)能量的，太陽(yáng)光接受之后把里面的黑體加熱，上升到一定的溫度之后平衡了，下面放了一堆熱電來(lái)測(cè)量熱電動(dòng)室，推算太陽(yáng)多少能量被接受，使黑體溫度上升，由這個(gè)來(lái)源確定輻照量。這個(gè)是春秋兩季的數(shù)據(jù)，從這里看出來(lái)測(cè)這個(gè)東西是一個(gè)關(guān)鍵，特別是國(guó)內(nèi)有很多學(xué)者迷信建大氣模型，建立散射的模型計(jì)算的，剛才說(shuō)了標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)不是太陽(yáng)標(biāo)準(zhǔn)，而是大氣層的標(biāo)準(zhǔn)他想利用數(shù)學(xué)模型來(lái)預(yù)計(jì)氣象的變化，這個(gè)太難。因?yàn)闅庀蟛粏渭兪翘?yáng)的問(wèn)題，各地的氣侯不一樣，很難預(yù)計(jì)，建立模型測(cè)量往往是不可靠的。這個(gè)可以看出一些問(wèn)題出來(lái)。

通過(guò)這件事來(lái)看，領(lǐng)跑者定的指標(biāo)基本上都是實(shí)驗(yàn)室HTC標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量的曲線的結(jié)果。另外還有一個(gè)問(wèn)題，測(cè)的發(fā)電量不管是電表測(cè)還是逆變器測(cè)的，他是真實(shí)太陽(yáng)光的結(jié)果，這個(gè)時(shí)候就出現(xiàn)問(wèn)題。今天上午曹總講了逆變器多少瓦要和太陽(yáng)電池組建有一個(gè)比例倍數(shù)，1千瓦的組件1千瓦的逆變器，現(xiàn)在1千瓦的逆變器可以1.2千瓦的組件，甚至1.4，1.6，甚至兩倍的效果更好，其實(shí)原因在HTC測(cè)量的功率出了問(wèn)題。

電站的真實(shí)功率到底是多少。電站是5千瓦的，我盯了1年，實(shí)際功率是4.22千瓦，你逆變器5千瓦最高功率根本達(dá)不到，根本不是在那個(gè)點(diǎn)上，所以數(shù)沒(méi)有用，這個(gè)事歐洲早已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，核心的問(wèn)題就是原來(lái)我們所說(shuō)的測(cè)試條件出了問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題我們就不詳細(xì)講，以后再細(xì)講。所以說(shuō)這件事很重要，我們必須把每個(gè)電站到底真實(shí)功率是多少，每個(gè)電站是不一樣的，這個(gè)非常有意義的事。對(duì)企業(yè)來(lái)講，我覺(jué)得有兩點(diǎn)啟示，對(duì)于組件企業(yè)就要問(wèn)了，為什么實(shí)驗(yàn)室測(cè)量有一個(gè)峰值，實(shí)際上功率效率是谷值，為什么不一致，這個(gè)不一致導(dǎo)致PR之間的反差。這個(gè)主件場(chǎng)要好好研究。要改變一些思想觀念，這是第一個(gè)問(wèn)題。對(duì)逆變器廠現(xiàn)在有一個(gè)，光伏電站的檢測(cè)系統(tǒng)，核心問(wèn)題就是傳感器的問(wèn)題，從檢測(cè)器來(lái)看，逆變器除了容量有問(wèn)題之外，不覺(jué)得這些數(shù)據(jù)缺了一點(diǎn)什么，不覺(jué)得這個(gè)數(shù)據(jù)有問(wèn)題嗎?這個(gè)很有代表性，這個(gè)不是做逆變器廠要研究開(kāi)發(fā)的嗎?這些工作擺在我們的面前。因?yàn)檎嬲妶?chǎng)出數(shù)據(jù)都是靠逆變器，核心問(wèn)題除了真實(shí)功率之外，還有時(shí)間間隔，沒(méi)有時(shí)間的功率客觀是不存在的，客觀存在的都是能量，不是功率，功率是算出來(lái)，所以這些是做逆變器廠家有很大的發(fā)展空間。

一個(gè)是組件廠家要考慮一下，逆變器廠家考慮的問(wèn)題更多一些，這個(gè)事情我們注意到了，德國(guó)人也注意到了，他們老早研究這個(gè)事，只不過(guò)人家不說(shuō)，作為自己發(fā)展的本錢(qián)。