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影响光伏电站发电量的因素——灰尘

影响光伏电站发电量的因素——灰尘 林洋新能源
2018-03-16
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导读:影响光伏电站发电量的因素有太阳辐射量、组件倾角、方位角、电站环境空气质量、设备效率、组件灰尘遮蔽情况等。


影响光伏电站发电量的因素有太阳辐射量、组件倾角、方位角、电站环境空气质量、设备效率、组件灰尘遮蔽情况等。针对不同的影响因素采取不同的解决方案,如太阳辐照量与电站地理位置有关无法改变;组件倾角、方位角设计时已确定,不适宜调整;电站环境空气质量主要由周边气候环境和社会环境决定,一般无法改变;电站设备效率在电站设计阶段选型时考虑,以及后期维护保证设备安全可靠运行;组件灰尘遮蔽情况可以人为控制,进行定期或计划性清洁。


那么组件灰尘又有哪些类型?不同的地区,有不同类型的灰尘。中国西北地区干旱缺水,风沙很大,组件受到灰尘遮蔽的情况严重,如图1所示。


 1 西北地区电站灰尘


中东部地区情况复杂,主要有工商业园区和较偏远的山区、农村。偏远山区农村灰尘主要为尘土,如图2


2 中东部地区电站灰尘


工商业园区电站以屋顶类为主,灰尘主要为油污类、粉尘类,如图3、图4。由于组件屋顶电站一般组件倾角较小或平铺,灰尘易累积,容易形成积灰带,如图5


屋顶电站上的油污灰尘


4 屋顶电站上的粉尘


5 屋顶电站上的积尘带


除了以上灰尘,还有一些地处生态环境较好的地区,灰尘有一些地方特点,如靠近树林的地方,组件表面会有植物叶子、根茎附着,如图6


6 植物花蕊长期附着在组件表面


当然生态环境好的另外一个体现就是鸟类众多,组件表面也少不了鸟粪的光顾,鸟粪也不是单一形态,有固态的也有液态的,遮挡面积也不同,图7、图8


固态鸟粪


8 液态鸟粪


既然组件表面避免不了灰尘,灰尘对组件有何影响?光伏电站大部分还是使用硅基太阳能电池组件,组件对温度十分敏感,灰尘在组件表面的积累,增大了光伏组件的传热热阻,成为光伏组件上的隔热层,影响散热。组件在阳光照射下,被灰尘遮盖的部分升温速度远大于未被遮盖部分,致使温度过高出现烧坏的暗斑,被遮蔽的光伏电池会变成不发电的电阻,消耗电池产生的电力而发热,这就是“热斑效应”。此过程会加剧光伏组件老化,减少发电量,严重时会引起组件烧毁。其次,灰尘具有酸性或者碱性,而玻璃的成分主要为二氧化硅和石灰石等,当湿润的灰尘附在玻璃盖板表面,玻璃盖板成分物质都能够与酸或碱反映,从而在玻璃表面形成坑坑洼洼,导致光线在玻璃盖板表面形成漫反射,在玻璃盖板中的传播均匀性受到破坏。

9 组件玻璃侵蚀状况光线传播示意图


如图9所示,由于灰尘对玻璃盖板的腐蚀作用,玻璃盖板表面呈现许多的凹面,造成原有的光滑玻璃盖板变成了非光滑盖板,增大玻璃盖板表面的漫反射。从玻璃盖板整体来看,由于酸性或碱性灰尘对玻璃盖板的腐蚀,造成玻璃盖板表面粗糙度增加,反射光强增大,使得入射到光伏电池表面的光照强度减弱,光电效应减弱,发电量减少。

那么灰尘对组件发电量有多大影响?我们通过一个实际案例来说明。


10 某屋顶电站


如图10是某屋顶电站,有一串组件处在厂房出风口,组件表面覆满油污。通过测量远离出风口的组串电流为3.6A,而此串组件电流为2.6A,电流少了27.78%,天气晴朗的情况可能损失的更多。由于组件没有及时清洁,电站发电量就这样悄悄溜走了。因此清洁组件表面灰尘已经是一个刻不容缓的亟待解决的课题。


什么样的灰尘选用什么样的清洁工具,清洗频率如何,清洗方式又是怎样等等,需要我们进一步研究探索。



林洋新能源研究院

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