于培諾教授指出對于光伏組件來說，太陽輻射量用的是氣象局的數據，發電量是用抄電表的數據，太陽是什么地方的輻照量，是組件上的輻照量，和環境照射是兩回事。對于光伏逆變器而言，真實環境之下需要考慮的問題更多。要從實驗室走出來，走到真實的太陽光下，這是未來光伏行業發展的空間。

2018年7月8日，2018光伏領袖峰會˙黃山光伏大會二十年紀念論壇在黃山新華聯豪生大酒店舉辦，一起光伏APP對論壇進行直播。中國電子科技第十八研究所于培諾教授講解了太陽能光伏的演變。

北極星太陽能光伏網為您帶來發言實錄：

中國電子科技第十八研究所于培諾教授：

各位下午好，我講這個題目是敢問路在何方，我感覺路就在腳下，怎么走要從實驗室走出來，走到真實的太陽光下，這個時候我想問題就可以得到解決。我就從電站的容量開始。我們先從領跑者計劃硬性指標開始，我摘錄其中的一些重要數據，先說晶體硅的轉化效率，比如說他不低于17%，為什么說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詳細講。聚光薄膜電池轉化效率不低于8%，還有聚光光伏組件光電轉換效率達到30%以上。我先對這些光伏器件這幾個指標按我的理解進行一些解釋。

首先效率不低于17%，每平方米200瓦光強的情況下，不低于97%，這個是什么意思呢?顯然他是按照IC6，1015的要求在低光線要求性能是怎樣的。再一個薄膜電池也是按照實驗室的效率不低于8%，還有聚光電池，從上面這些數據來看，顯然這些數據都是實驗室的數據，下面還有詳細講。再講逆變器，逆變器最高的轉換率不低于99%，基本上轉換效率沒有什么變化，中國效率不低于98.2%，這是聯盟者計劃講的，有中國效率當然也有美國加州效率，還有歐洲效率，是誰向誰學的大家可以考慮一下。下面再講電站，電站的系統效率不低于81%，當年的總輻射量不低于5464焦耳每平方米，100MW電站不小于15000萬千瓦時，這個上面要求不太一樣的，但是有一點是相同的，就是都提到效率，太陽能電池效率18%，逆變器99%，到系統效率81%，這是怎么算出來的呢?一個最多效率在十幾怎么來一個81呢?很多專家解釋了81%就是PR，什么叫PR，就是61724對PR有一些定義，有人說這就是能量效率，很多人都提到這個數據。有另外一個專家說，實際發電量和理論發電量的比值就是PR，不管這兩者說法哪一個對還是不對，我下面都有詳細的理論解釋。

這里就涉及這么一個問題，前面幾個基本上不管是逆變器也好，太陽電池組件也好，基本上都是實驗室測量的結果，光電站除了實驗室的測量結果之外，還有室外的一些數據。室外的什么數據呢?一個是5464兆焦，這是氣象臺的數據，原來是卡路里，另外千瓦時，顯然不是做系統設計者測量的結果，他說抄表的數據，因為電量表是電網公司專門提供的。太陽輻射量用的是氣象局的數據，發電量是用抄電表的數據，太陽是什么地方的輻照量，是組件上的輻照量，和環境照射是兩回事。我可以用他計算出來，不是很容易的，這個等于計算氣象數據一樣，接下來到底所謂功率是怎么一個意思。

這里設置兩個問題，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?現在就講條件了。大家經常講把300瓦，你是310瓦解，我是270瓦，這是什么，這個都是所謂標準IDEDN5實驗室測量出來的瓦數，就涉及到光源的問題。就是看紅線，這個是怎么來的呢?MM0太陽光穿越理想的AM1.5大氣層之后的光伏照射數據，這個太陽的數據是誰搞的?是美國NASA，他們搞出來的模型，不是標準太陽，而是標準大氣層，什么是標準大氣層，他有厚度，厚度是1.5，大氣層的結構是嚴格規定的，比如說氧多少，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，都有嚴格規定的，有這個嚴格規定才知道這個光伏。這些光伏是水氣光譜。算出來的這個數據只是一個條件，只是一個標準太陽，最關鍵的東西是一個標準大氣層，就是AM1.5，這是一個很重要的標準，再加兩個條件，一個是積分值每平分米1000瓦，拿這個算出來不是1000瓦。在這種條件下，標準條件就是這樣的一個標準條件。

我們就找一個比較好的天氣做一個測量。對著太陽測一個組線是A，水平放置作為B，背向太陽是C。這是我們實測的結果，這個和AM1.5不太一樣，這個就是不太一樣，這個就是真實和理想之間的差別。由這樣來說，到底效率到底怎么意思呢?我搞一個大公司的組件，連續測8個，首先在1千瓦測量他的效率，從1100一直測到200效率是不一樣的，效率最高是500的時候，我們現在用的組件都是指的STC功率效率，這是哪一個公司的，其他的公司呢?都一樣。

剛才講了實驗室的結果是這樣，我們到室外測量一下，下面是儀器從出太陽到落太陽，下面的曲線是太陽輻照變化，上面的綠線是組件的效率。最低效率是中午12點左右。這個出現一個很大的反差，這個和實驗室測得不太一樣，實驗室是有峰值，而室外測不是峰值，是一個谷，這個就是實驗室和真實太陽區別。這個區別就反映在PR上。

既然單獨講組件效率，講逆變器效率看不出來，我們把德國有一個很大的公司160多個數據。第一行是他的面積，第二是功率，第三是因為他們的統一地點，太陽輻照量，然后是功率效率，效率一般指的都是標準測試條件下是這么一個結果，他不僅有這個數據，德國是在亞森做的測試，測量了他的PR，還有實行的是多少千瓦時的發電量。效率和PR看來不是一致的，PR是88和90，但是兩個效率不一樣。PR是一種數學游戲，PR和千瓦時實際上是一回事，這個時候發現效率高的PR不一定高，效率低的PR不一定就低。這行也是說明這個問題，效率和PR。最后這行最有意思，面積都一樣，瓦數也一樣，但是PR不一樣。這就出現一個問題，要不就是你測量發電量和表面輻照量測量問題，要么就是現實測量標準下的瓦數有問題，否則為什么會出現這么一大堆反差。國內的不少企業或者發表一些電站的數據往往都是用最后這行來排的。

如果這是一個規律的話，什么是PR，PR就是效率，如果是能量效率我還是拿一個月的數據，雖然找4個，效率都大于百分之百，效率大于百分之百不可理解，比是說PR就是能量效率嗎?那怎么是百分之百呢?人家PR是講一年沒有一個月的數據哪有一年的，所以就有問題了。還有一個大公司對于PR的解釋叫做實際發電量和理想發電量的比值，如果是實際發電量和理想發電量的比值大于1怎么理想，理想比現實還糟，用效率解釋是解釋不通的，是有問題的。盡管是這樣，幾年之前也在講，如果是這樣還是按照PR來做，我也給你們做一個。我做一批組件。我和270W的組件和特制組件169W，都在實驗室測量，把這些東西拿到室外進行發電量的測試。測一天的發電量，從早到晚是一個周期，完了之后所謂實驗室的表征調整下的比值。一個藍線一個紅線，下面是天數，差不多有100天的連續測量可以看出來哪一種好嗎?某一種程度綠線比紅線還要好，但是一個是270W，一個是169W。既然是這樣，這是2007年的數據，當時我們搞了光明工程的時候，一個非晶硅組件好在什么地方，不好在什么地方，這個非晶硅，當時就提出來，用每瓦發電量來比。他不穩定怎么辦，讓他穩定了再說，416有規定，經過多少輻照量之后的穩定。這是美國公司的竅門，用最短的時間達到輻照量，這個做光軟化還是做熱退活。這個數字是不是就穩定了，他本身要可靠，找了一個日本公司做非晶硅，日本很有名的公司，是卡內卡(音譯)，拿他的組建。飆升至80瓦，實際一測是100多瓦，你買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。測發電量參考點，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，這樣就出了一個新的概念“能量效應”，我連續測了5年，從2005年做起來的，從這個角度來說確實對非晶硅有一些不公平，而在這里發現出現了一個峰值和谷值，在不同的季節，而兩個正好還是相反的，這樣對非晶硅和薄膜電池，他的效率才6%，那個效率10%。現在來看的話，這個差距不是很大，所以研究薄膜電池用什么方法，嚴格來講按照什么游戲規則來判斷這個數據這是很重要的。

從這里來講又提出新的技術問題，組件的能量可以這么來測，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，在太陽力度角類不允許有任何遮擋度的太陽總輻射量，一個是直射量，一個是散射量，我調查發現，到哈爾濱發現，總輻射有一個頭朝下的，兩個數向減叫凈輻射，發現在1月份凈輻射是負值，言外之意，太陽輻射除了直接輻射，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光，他熱容量比較大，到第二天他開始發光了，他也發光了，這種顯然沒有被氣象局接受。所以斜面輻照量的測量很關鍵，所以這個我也做了一，一個黑線，一個紅線，大家知道現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，因為這是世界氣象組織規定用他來測量，這是二次儀表，嚴格來講他是測輻照度，也不是測功率的，他是測能量的，太陽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測量熱電動室，推算太陽多少能量被接受，使黑體溫度上升，由這個來源確定輻照量。這個是春秋兩季的數據，從這里看出來測這個東西是一個關鍵，特別是國內有很多學者迷信建大氣模型，建立散射的模型計算的，剛才說了標準太陽不是太陽標準，而是大氣層的標準他想利用數學模型來預計氣象的變化，這個太難。因為氣象不單純是太陽的問題，各地的氣侯不一樣，很難預計，建立模型測量往往是不可靠的。這個可以看出一些問題出來。

通過這件事來看，領跑者定的指標基本上都是實驗室HTC標準測量的曲線的結果。另外還有一個問題，測的發電量不管是電表測還是逆變器測的，他是真實太陽光的結果，這個時候就出現問題。今天上午曹總講了逆變器多少瓦要和太陽電池組建有一個比例倍數，1千瓦的組件1千瓦的逆變器，現在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，其實原因在HTC測量的功率出了問題。

電站的真實功率到底是多少。電站是5千瓦的，我盯了1年，實際功率是4.22千瓦，你逆變器5千瓦最高功率根本達不到，根本不是在那個點上，所以數沒有用，這個事歐洲早已經發現了，核心的問題就是原來我們所說的測試條件出了問題，這個問題我們就不詳細講，以后再細講。所以說這件事很重要，我們必須把每個電站到底真實功率是多少，每個電站是不一樣的，這個非常有意義的事。對企業來講，我覺得有兩點啟示，對于組件企業就要問了，為什么實驗室測量有一個峰值，實際上功率效率是谷值，為什么不一致，這個不一致導致PR之間的反差。這個主件場要好好研究。要改變一些思想觀念，這是第一個問題。對逆變器廠現在有一個，光伏電站的檢測系統，核心問題就是傳感器的問題，從檢測器來看，逆變器除了容量有問題之外，不覺得這些數據缺了一點什么，不覺得這個數據有問題嗎?這個很有代表性，這個不是做逆變器廠要研究開發的嗎?這些工作擺在我們的面前。因為真正電場出數據都是靠逆變器，核心問題除了真實功率之外，還有時間間隔，沒有時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，所以這些是做逆變器廠家有很大的發展空間。

一個是組件廠家要考慮一下，逆變器廠家考慮的問題更多一些，這個事情我們注意到了，德國人也注意到了，他們老早研究這個事，只不過人家不說，作為自己發展的本錢。