光伏电站组件清洗效果及方法初探.docx

第五部分光伏系统、平衡部件及并网工程光伏电站组件清洗效果及方法初探邹新王峰 邓霞(中环光伏系统有限公司，南京210008)摘要污浊物会对光伏组件产生很大的影响。为尽可能提高组件的发电效率，本文针对不同的组件形式 及其安装方法，进行了清洗方式的经济分析，并提出相应的清洗的策略。探讨高效节水的清洗方式。 关键词光伏；污浊；效率；清洗；经济分析The Investigation of PV Module Cleaning Method and EffectZou Xin Wang Feng Deng Xia(GCL Solar System Limited，Nanjing 210008，China)Abstract It is well known that mud mi【ght bring a significant influence to PV moduleIn order to increase the power generation efficiency of PV module，this paper introduces an economic analysis according to dif- ferent forms of PV module and installation methods and correspondingly proposes water。saving PV modulecleaning methods with high efficiencyKeywords PV；mud；efficiency；cleaning；economic analysis效率的影响相当显著。其影响的原理主要可理解1前言为两个方面：一是表面的污浊影响了光线的透射 率，进而影响组件表面接收到的辐射量。二是组随着环境的日益恶化和人类环保意识的深 件表面的污浊因为距离电池片的距离很近，会形 人，光伏发电作为主要绿色能源之一，越来越多的 成阴影，并在光伏组件局部形成热斑效应，进而降 得以应用。光伏电站的建设数量和规模也越来越 低组件的发电效率，甚至烧毁组件。当组件表面 大。而光伏电站一旦建成，其发电量基本上是靠 的污浊物为细小而均匀的粉尘颗粒附着时，其作 天吃饭，人力所能控制的除了避免电气设备故障 用原理更多表现为降低了光线的透射率。而如果 带来损失外，主要途径就是对组件表面进行清洗， 组件表面污浊物为树叶、泥土、鸟粪等局部遮挡物 这一点在有污染和沙尘的地方尤为明显。因此在 时，其作用原理更多地表现为热斑效应所带来的 条件允许的情况下，对光伏电站的组件定期进行 影响。清洗是必要和有效的。3污浊物影响组件发电效率的定量2污浊物影响组件发电效率的原理 分析分析当起主要作用的为粉尘颗粒，改变大气透明光伏组件(以下简称组件)表面污浊对其发电度时，其对发电效率的影响与灰尘的透明度成一收稿日期：20100729 作者简介：邹新(1981一)。男，江苏徐州人，大学本科，光伏应用工程师，主要从事光伏建筑一体化、太阳跟踪器、光伏景观应用及光伏民用产品领域研究。1286 第十一届中国光伏大会暨展览会会议论文集定的线性关系。但在定性分析时仍需根据需要考考虑到民工管理成本和通胀，计30元d，其中 虑此情况下较微弱的热斑效应的影响并对之前的250 d为年工作日。线性关系进行一定的修正。 由于组件效率平均为141，则效率为 而当起主要作用的为热斑效应时，则其对组141 wm2，而20 MW组件约为141 844 m2，以清 件效率的影响更多地体现为如图l的曲线关系。洗需要10 sm2计算(实际实验中仅用23 S，详 见下文实验介绍)，即每分钟可清洗6 m2，则每次清洗约需要141 844 m2(6 mzmin60 min8 h)=4925个人工日，计做50人工日，即每次 进行全场清洗需要支出费用为30元50=1 500 元。如平均每半个月清洗一次，则全年需要费用 为1 5002478 000元=36万元。与每年因 清洗带来的电费收益对比可节余494万元。而反过来推算，如53万元全部用于清洗，每 半个月清洗一次，每次清洗需50个人工日，则平图1部分遮挡时实际测量和模拟的组件的F、，特性曲线1均每个人工日费用最高可预算为530 00024-4-5044167(元)。即劳动力成本只要不高于 综上所述，组件表面的污浊对其发电效率的44167元d时即能够有电费节余。影响主要为以上丽种原理作用的叠加，对组件效率的影响是显著而直接的。而综合以上两种主要5关于清洗方法的建议影响效果，在计算光伏发电量时一般会在其公式中乘上一个“污蚀系数”，本文根据内蒙古工业大 学刘志璋教授相关资料，拟取098。 51清洗时间的选择光伏电站的光伏组件清洗工作应选择在清4清洗的经济效益分析 晨、傍晚、夜间或阴雨天进行。这主要是防止人为阴影带来光伏阵列发生热斑效应进而造成电量的 以徐州协鑫20 wM光伏电站为例，其可行损失甚至组件的烧毁。早晚进行清洗作业须在阳性研究报告中2010年全年的理论发电量为2 476 光暗弱的时间段内进行。万kwh。如平均每半个月对全场进行一次清洗， 有时阴雨天气里也可以进行清洗工作，此时并结合自然降雨的效果，能够保障组件表面全年因为有降水的帮助，清洗过程会相对高效和彻底。保持基本清洁。但考虑到清洗工作并不能完全免但阳光有时能够部分穿透较薄的雨层，此时电站去污蚀，因此假设清洗后污蚀可降低一半，则也会有少量电量产出，因此应注意人员安全，防止2010年预计可多发的电量为：漏电。并应评估清洗带来的电量损失和热斑效应2 476万kWh X(1098)22476万kWh的影响。以215元kWh电价计，则每年可增加的 52清洗周期和区域的规划 电费收入为：由于大型光伏电站占地很大，组件数量庞大，2476万kWh215元kWh=而每天适宜进行清洗作业的时间又较短，因此光53234万元53万元伏电站的清洗t作应规划清洗周期并根据电场的项目所在地位于江苏徐州市贾汪区青山泉 具体情况划分区域进行，这样可以充分利用人力 镇，属于苏北农村，劳动力成本相对较低。2009 资源，用较少的人力完成清洗工作。如是小型电 江苏徐州农村人均收入6 420元，折算成每天费 站也可以根据需要随时进行清洗。用为：6 420元250 d一2568元d26元d，考虑到一个串连电路中一旦有一块组件受到*tH光伏统、衡部件胫井同I“浊物避挡，)嫩聚会影响到移巾组件的发电最- 怍聃止发巾Il件搅坏或发生安仝小拙M水q的电站柏串J联方法叉可能会根据粹n条63柔性组件的清洗件打所小同，l扎此组件清洗丁作巾fK域的划分心按jlfl光佚屯站的电7(结构进行应确保每狄的秉性lIi件是删驸着类污浊物t】艟卅常规山、法 浦洗r怍能够韫盖若1个汇流箱或逆变器所在接 抻上Jzf于黏蒋性n浊物凼为秉性纰什的表 所有组什。 fi十装材抖诬iE力更柔软的有机材料-嘲此ft使 省型为棠软的材料来剐左。黏着在组件丧嘲的6应对不同光伏组件种类及安装方 染包物质如屿炎的残留物、植物汁液等如无法馥式的清洗策略 朋清水洗净可将其保留凼为柔t组什属于非晶硅电池此类污浊物的影响较小。如遇到影响较6i清洗的常规步骤 大黏肴类污浊物体量较大时组件发电帚影响较 大情况F可学虑通过有机溶剂去除化在地lit前常规清洗r作建议通吐一掸、刮、。洗3个 应试验其与柔性组件封装材料是胥金发唯融台， 矗程完成。腐蚀作用井选出最为安仝的有机溶剂米进行掸Jj F燥的抻子或抹布等将纽纠表【自】的 清除。附哲物如f燥浮耿树叶等掸击。如果组件表面没有】t他附着物通过奉步骤已清陈十净则nr 64跟踪鬟统的清洗免；F晰的步骤。 跟踪器一股具有较大的体鞋和高世，通_醴。刮，如果组件上有紧楫附着萁上的硬性异力爬到I面清洗即不安全也不高技。凼此建议 物如泥土、鸟粪、博物枝 等物体则需要使Hj中 使片j空气雎缩机配合水产生高压水饼c进行清洗。等硬度的刮扳或纱球进行0、际。此l时吐注意不能 清洗时nf将跟踪器调到较垂直的角度使得使用高礁J皇的器物进行剐静*以防IL对组件的玻 人能够观察到最高处的榘件而高压水流也能够璃袤面形成破坏。也小要轻易刮擦没打附若硬性喷射到，之后使用高压水流进行喷射清洗就可“ 异物的域做到清除异物既可。 r。但在喷身f滑洗过程中应注意1：型将水疃到!| 二洗如果组件表面有染色物质如呜粪的残踪器的接线盒、拄制箱或片他可能惜米辩电、短路斜物，植物汁液等，或场内卒气湿度很太灰尘无法 的兀器件上，掸上0需要通过清洗米驱除。一般用清水能够清除的用清水即可。考jg到很多电站都建设在远 7实验论证离人群的地方因此可使用喷癌喷少最康进行清洗，以做刮H约州水。将清水喷到有污染物的区域后后，用d沽布戒抹布擦拭即“I清除大部分黏 7 I用刮片刮去黏着类污浊物效果见囤2。着类的污浊物。如】目油忭物质町使用涌有洗沽 精或肥皂水的混台藩液涂在染色区域等溶液将蚕墨污染物渗透后用百沽布或抹布擦拭土除。如果还无法去除，nf以使用少取洒柏、汽油等非碱性的有 机溶剂进行擦拭然后JI含打洗沽精的混台溶液 洗圭姨留有机溶剂。62玻璃封装非晶硅组件的清洗：M”“J：#n*rTnm月玻璃封装非品硅组件一般可使用和常规组件棚同的清洗方法。世因为此类组件租多没有加 实验巾用甥料刮片刮去鸟粪等黏着物。可刮 犍似台金边框因此在清洗过程中应允分考虑外 击大部分黏籽物f1仍会有少帚残余陲着组件衷 肌m力对托产生的形变-尽船避免太太力J堑的动 向，尤法刮去。!=!燮!些兰!兰1洗听丝4啦退刊较好的消洗敢粜7 2用水洗去黏着物残余效果见图3。熏一耋籼目：m#mo*A*目8 清洗的安全事项I。J女b。#n女*m喷水并Hj百洁如捧拭后4J，效ji除残留f|勺黏8 I防漏电工作 若物。困为光伙电站有大母而复杂的电气元件及组73不同工具清洗光伏组件表面的效果台择过计串联后的组件阵列往往带有几百伏电在实验中尝试r刮水器、拖把、掸子等Ii其雕和安培级电流。峰忤组件清洗时问安排在阳光 发现用拖把、刮水器等沾水清洗遗后存牲口B水暗弱情况下但组件埘列经过大规横的串并联后 二次污染的问题呈条状较厚水渍，会带束局部的仍有很高的电雎加上逆变器厦监控器件内有控 制电路的输任何和电线可能连接的器件都有阴影。说明用水清洗就需要反复多次4能5I=净，这样便带来T清洗嫂效的降低。l】使用鸡毛掸子新电的隐患。凼此在进行纰件清洗前应考察临等用具，对灰尘的次清陈牢很高fIff灰牟厚耍控lL录中是否有电毋输fj异常的lt载分析是否不厚，灰尘扬起后再落下的现象析并不明社。并可能芷日漏电引起并需检矗组件的连接线和相芙咀兀件有无破损，胛-连枉消洗前j=E需用试电且使用抻千去脒灰尘的功效最高，消：i块组件黑使用的时间不到lo s，见图1。笔对组件的铝框、支架、钢化玻璃岳面进行测试。姒排除诚电隐患，确保人身霞全。82防热斑盆i蒿逋 影的区域滞留。到丁夏季阳光克足时应禁止任组件的清洗切忌柱刚光直牙f的情况下进行任何阴影都会导数擗串组件的发电效率降低，并 会引起被造拌酃位的热斑；盘应，导致局部内阻增 大温度快速提高J最终导致组件局部曲烧毁或加速老化。嗣此_i：f：向天阳光直射情况下场内尽量避免人员、车辆的走动，尤苴币能在rU能形成闭何作丁作人员进入场内。如必频进人需在进场 前进行安全讲解Jr舰划好行进路线和时问-以球74用水冲洗踉踪器的清洗效果一4能避免 耻组件烧毁现象；。!三耋烈翌MW攀点黧4慧裟耋。自w蹭伤跟踪器清洗的场景存n L进川拖把、刮水器消洗 。类似的nq题一狄消i敏*小太完五，俺硝-次冲j匕伏组件多址钒台台边桩会形成许多锋利第五部分光伏系统、平衡部件及并网工程的尖角。因此进行组件清洗的人员应穿着相应的 对于大型光伏电站，具有较可观的经济利益。清 防护服装并佩带安全帽以避免造成人员的剐蹭 洗过程中应注意方法和组织，以防止负面影