使用寿命、功率、成本与面积效率因子的深入分析：光伏组件增强技术的新型性能评估方法

《Scientific Reports》：Insights into the lifespan, power, cost, and area effectiveness factor: a new performance assessment method for photovoltaic module enhancement techniques

　　

摘要

本研究提出并应用了 \({\text{F}}_{{{\text{LSPCAE}}}}\)（寿命、面积与功率成本效益）因子作为评估光伏（PV）增效技术性能的新指标，特别是针对冷却和反射系统。该指标通过平衡关键参数（包括增效器的净功率增益、运行寿命、面积和成本，以及光伏组件本身的性能特征）建立了一个统一的评估框架。本研究进行了全面的敏感性分析，以考察这些参数的变化如何影响不同光伏增效器的整体效果。结果表明，虽然较高的功率增益通常能改善 \({\text{F}}_{{{\text{LSPCAE}}}}\) 值，但这种效果在很大程度上受到增效器寿命与光伏组件匹配程度及其相关成本的制约。寿命较短或制造成本及面积较高的增效器即使能带来显著的功率提升，其效果也会降低。相反，成本较低、面积较小且功率贡献中等的增效器，当其寿命与光伏组件相匹配或接近时，表现出较高的效果。分析还表明，增效器的成本和面积降低可以提升整体性能。将该框架应用于实验案例研究后，三种光伏冷却配置的 \({\text{F}}_{{{\text{LSPCAE}}}} \) 值分别为0.067、0.065和0.064，单反射器和双反射器配置的值为0.39和0.29。这些发现凸显了设计光伏增效系统时平衡电气性能提升与经济、空间和耐久性考虑的重要性。因此，\({\text{F}}_{{{\text{LSPCAE}}}}\) 指标为比较光伏增效技术提供了一个综合框架，并可为研究人员、制造商和政策制定者评估其整体效果提供支持。