要穩(wěn)定運營百萬瓦（MW）級光伏發(fā)電業(yè)務并提高盈利能力，發(fā)電運營商必須具備電氣設備知識，構建并運營適合的光伏發(fā)電系統(tǒng)。日本最大的MW級光伏逆變器（PCS）廠商東芝三菱電機產業(yè)系統(tǒng)（TMEIC）的技術人員、同時也是“百萬光伏商務網”顧問的伊丹卓夫，將通過本連載解答光伏電站的一些基本技術問題。

與光伏發(fā)電系統(tǒng)的總體效率相關的有兩個要素，一個是太陽能電池板本身的轉換（發(fā)電）效率，另一個是如何使太陽能電池板所發(fā)電力損失最小地并入系統(tǒng)電網。后者取決于太陽能電池板的發(fā)電量與在系統(tǒng)電網接入點位置輸出的電量之差。這一電量差被稱為“中間損失”。一般來說，太陽能電池板的轉換效率容易成為關注的焦點，但即便轉換效率低一些，但增加電池板的面積及數(shù)量，就能獲得相同的發(fā)電量。所以對于MW級光伏電站的系統(tǒng)設計來說，如何降低“中間損失”非常重要。

關于太陽能電池板的轉換效率，需要留意的一點是，電池板上的電池單元（發(fā)電元件）的溫度會會左右發(fā)電效率。尤其是使用結晶硅類單元的電池板，溫度上升會導致轉換效率明顯下降。太陽能電池板的轉換效率通常是在電池單元溫度為25℃時測量的數(shù)值，但電池單元的溫度達到25℃時，周圍的氣溫往往會比之低20℃～30℃，在日本，除非在冬季，否則很難達到產品目錄上標明的轉換效率。

關于“中間損失”，日本新能源產業(yè)技術綜合開發(fā)機構（NEDO）發(fā)布的《大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)導入指南及輔助工具》（以下簡稱《指南》）介紹稱，這種損失高達約20％。造成損失的原因有好幾個，首先是布線造成的損失。布線越長損失越大?！吨改稀贩Q，PCS之前的直流電布線部分會損失10％，PCS將直流電轉換為交流電時會損失4.3％，從PCS到系統(tǒng)電網的交流電布線部分會損失1.6％。再加上遠程管理系統(tǒng)及監(jiān)控電源等站內負荷（2.0％）、為PCS機箱散熱的功耗（1.1％）及PCS的待機功耗（1.6％），中間損失約為20％。順便一提，TMEIC生產的PCS的效率為97％，采用這種PCS時，轉換損失只有3％。


提高MW級光伏電站系統(tǒng)總體效率的方法主要有以下三個：（1）縮短布線、（2）提高太陽能電池板及PCS等發(fā)電設備的效率、（3）提高接入電網時使用的升壓變壓器的效率。

縮短布線方面，太陽能電池板與PCS的配置十分重要，因為這會影響到太陽能電池板到PCS以及PCS到電網接入點的布線的長度。大多數(shù)光伏電站都會在鋪設的太陽能電池板的正中間配置PCS，然后從此處開始沿直線將電線鋪設到電網接入點，其原因就是這種方式的總布線長度最短。

提高升壓變壓器的效率方面，由于這種設備是日本《節(jié)能法》中“領跑者制度”的對象，各公司展開了技術開發(fā)競爭，如果光伏電站選擇高效率的產品，損失就會相應減少。本連載將從下一篇開始介紹如何通過改進PCS來增加發(fā)電量并提高發(fā)電效率。（特約撰稿人：伊丹 卓夫，東芝三菱電機產業(yè)系統(tǒng)）