可靠性對光伏相對于傳統(tǒng)能源的成本競爭力起著至關(guān)重要的作用。世界各地的許多研究小組和機構(gòu)都致力于量化光伏的現(xiàn)場性能、衰減現(xiàn)象和失效現(xiàn)象。

然而，仍然很難找到研究過大量系統(tǒng)的、可以對這一領(lǐng)域出現(xiàn)的問題進行高層次概述的數(shù)據(jù)集。為了應對2008年全球金融危機，美國國會于2009年頒布了《美國復蘇與再投資法案》（ARRA）。ARRA第1603條規(guī)定，符合條件的可再生能源項目可以選擇以現(xiàn)金支付代替聯(lián)邦投資稅收抵免（ITC）。

根據(jù)規(guī)定，需要上報年度光伏發(fā)電量和與業(yè)績相關(guān)的意見。該數(shù)據(jù)集包括了約十萬個總?cè)萘砍^7GW直流電（DC）（約占2019年年底美國項目的7%）的光伏系統(tǒng)信息。這一數(shù)據(jù)集為美國光伏發(fā)電項目的性能和可靠性提供了寶貴信息。雖然這一數(shù)據(jù)集僅限于美國的系統(tǒng)，但相同的經(jīng)驗教訓卻是通用的，適用于全球其他地區(qū)。
光伏項目性能

數(shù)據(jù)集包括了每個系統(tǒng)五年的年度生產(chǎn)數(shù)據(jù)、名義等級、預估產(chǎn)值和地點。可以計算出所有系統(tǒng)的實測產(chǎn)能與預測產(chǎn)能的比率，從而評估系統(tǒng)的性能健康狀況。數(shù)據(jù)集大致分為戶用（1-25kW）、商業(yè)（25kW-1MW）和公用事業(yè)系統(tǒng)（>1MW）。

雖然組別之間的劃分有些武斷，個別系統(tǒng)可能會被錯誤分類，但數(shù)據(jù)集反映了不同類型系統(tǒng)之間的總體趨勢。對于5MW以上的系統(tǒng)來說，除了1603條規(guī)定外，我們還使用Lawrence Berkeley國家實驗室的一個單獨的數(shù)據(jù)集生成了我們自己的產(chǎn)能預估。該數(shù)據(jù)集包括的系統(tǒng)內(nèi)容比1603條規(guī)定數(shù)據(jù)更詳盡，例如安裝配置等?？偟膩碚f，我們自己的估值和1603的估值之間一致性很高，這使1603數(shù)據(jù)集中的產(chǎn)能數(shù)據(jù)具備了一定的可信度。

圖1以累積分布函數(shù)(CDF)的形式展現(xiàn)了實測產(chǎn)能與預測產(chǎn)能比的五年平均值。與直方圖相比，累積分布函數(shù)的優(yōu)點是更易對多個大型分布值進行比較。

上圖顯示了所有的“正?！毕到y(tǒng)，即沒有受到某些問題影響的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)按系統(tǒng)的規(guī)模用顏色編碼，和金融模型中經(jīng)常使用的P90一樣，中位數(shù)或P50用黑色水平虛線表示。

統(tǒng)一值用一條垂直虛線表示，周圍是灰色的10%區(qū)間，表示系統(tǒng)表現(xiàn)符合預期。在中位數(shù)上，“正常”運行系統(tǒng)的CDF顯示為略高于預期產(chǎn)能。此外，公用事業(yè)類的分布更緊密，呈現(xiàn)為一條更陡峭的曲線，這很可能是由于規(guī)劃和運行階段更密切的監(jiān)督和/或更準確的預測造成的。P90值在0.8到0.9之間，換句話說，90%的系統(tǒng)產(chǎn)能約在預期產(chǎn)能的10%以內(nèi)。

CDF的總體不對稱性表明，產(chǎn)能比率的上升空間有限，能量損失的風險更大。少數(shù)系統(tǒng)的表現(xiàn)遠低于預期，或遠超預期，這表明，系統(tǒng)、產(chǎn)能估值或報告存在問題。然而，由于沒有與輸入和性能有關(guān)的評論，這些系統(tǒng)不得不被視為“正常運行”系統(tǒng)并被包括在內(nèi)。另一種不確定性可能源自公用事業(yè)系統(tǒng)中通常使用的收入級電表與戶用項目中更常用的標準電表之間的準確性差異。

圖1的底部圖表顯示的是在五年報告期內(nèi)受特定問題影響的、類似的系統(tǒng)CDF。由于某些問題對性能的影響不同，一些系統(tǒng)的性能未能獲得充分利用或被使用過度，這與“正常”運行的系統(tǒng)類似。綜上所述，與“正常”系統(tǒng)相比，公用事業(yè)系統(tǒng)的中位數(shù)性能有所下降，但卻大大優(yōu)于戶用系統(tǒng)。我們將在下文中更詳細地探討這一差異。商業(yè)系統(tǒng)介于公用事業(yè)系統(tǒng)（中位數(shù)類似性能）和戶用系統(tǒng)（P90類似性能）之間。

文章來源：PV-Tech