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【深度解析】光伏系统发电量低之组件因素
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  光伏系统安装之后,用户***关心就是发电量,因为它直接关系到用户的投资回报。影响发电量的因素很多,组件、逆变、电缆的质量、安装朝向方位角、倾斜角度、?#39029;尽?#38452;影遮挡、组件和逆变器配比系统方案、线路设计、施工、电网电压等等各种因素都有可能。本系列文章将根据实际案例一一探讨各种因素。本文主要讨论组件因素对系统的影响。

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  一、组件?#39029;?#24433;响

  对于长时间运行的光伏发电系统,面板积尘对其影响不可小觑。面板表面的?#39029;?#20855;有反射、散射和吸收太阳辐射的作用,可降低太阳的透过率,造成面板?#37038;?#21040;的太阳辐射减少,输出功率也随之减小,其作用与?#39029;?#32047;积厚度成正比。

  【深度解析】光伏系统发电量低之组件因素

  1、温度影响

  目前光伏电站较多使用硅基太阳电池组件,该组件对温度十分敏感,随?#39029;?#22312;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?#31995;?#38548;热层,影响其散热。组件被遮挡后会诱发其背后的接线?#24515;?#30340;?#26376;?#20445;护元件启动,组件串中高达9A左右的直流电流会?#24067;?#21152;载到?#26376;?#22120;件上,接线?#24515;?#23558;产生100多度的高温,这种高温短期内对电池板和接线盒均影响甚微,但如果阴影影响不消除而长期存在的话,将严重影响到接线盒和电池板的使用寿命。行业新闻报道中,经常出现接线?#26012;?#28903;毁,遮挡就是罪魁祸首之一。

  太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大,从而在这些电池组件上产生?#21496;?#37096;温升。太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷?#37096;?#33021;使组件在工作?#26412;?#37096;发热,这种现象?#23567;?#28909;斑效应”。当热板效应达到一定程度,组件?#31995;?#28938;点熔化并毁坏栅线,从而导致整个太阳电池组件的报废。据行业给出的数据显示,热斑效应使太阳电池组件的实际使用寿命至少减少10%。

  2、遮挡影响

  ?#39029;?#38468;着在电池板表面,会对光线产生遮挡,吸收和反射等作用。

  其中***主要是对光的遮挡作用,影响光伏电池板对光的吸收,从而影响光伏发电效?#30465;;页?#27785;积在电池板组件受光面,首先会使电池板表面透光率下降;其?#20301;?#20351;部分光线的入射角度发生改变,造成光线在玻璃?#21069;?#20013;不均匀传播。有研究显示在相同条件下,清洁的电池板组件与积灰组件相比,其输出功率要高出至少5%,?#19968;?#28784;量越高,组件输出性能下降越大。

  3、腐蚀影响

  光伏面板表面大多为玻璃材质,当湿润的酸性或碱性?#39029;?#38468;在玻璃?#21069;?#34920;面时,玻璃表面就会慢慢被?#36136;矗?#20174;而在表面形成坑坑洼洼的现象,导致光线在?#21069;?#34920;面形成漫反射,在玻璃中的传播均匀性受到破坏。光伏组件?#21069;?#36234;粗糙,折射光的能量越小,实际到达光伏电池表面的能量减小,导致光伏电池发电量减小。并且粗糙的、带有粘合性残留物的黏滞表面比更光滑的表面更容易积累?#39029;尽?#32780;?#19968;页?#26412;身?#19981;?#21560;附?#39029;荆?#19968;旦有了初始?#39029;?#23384;在,就会导致更多的?#39029;?#32047;积,加速了光伏电池发电量的衰减。

  二、组件衰减

  PID效应(PotentialInducedDegradation)全称为电势诱导衰减。PID直接危害就是大量电荷聚集在电池片表面,使电池表面钝化。PID效应的危害使得电池组件的功率?#26412;?#34928;减;使得电池组件的填充因子(FF)、开路电压、短路电流减少;减少太阳能电站的输出功率,减少发电量,减少太阳能发电站的电站收益。

  为了?#31181;芇ID效应,组件厂家从材料、结构等方面做了大量的工作并取得了一定的进展;如采用抗PID材料、防PID电池和封装技术等。有科学家做过实验,已经衰减的电池组件在100℃左右的温度下烘干100小时以后,由PID引起的衰减现象消失了。实践证明,组件PID现象是可逆的。PID问题的防治更多的是从逆变器端进行,一是采用负极接地方法,消除组件负极对地的负压;通过提升组件的电压,让所有的组件对地都实现正电压,可以有效地消除PID现象。

  三、如何从逆变器端检测组件

  组串监控技术就是在逆变器组件输入端,安装电流传感器和电压检测装置,检测到每个组串的电压和电流值,通过分析每个组串的电压和电流,从而判断各组串运行情况是否明显正常,若有异常则及时显示告警代码,并精确定位异常组串。并能将?#25910;?#35760;录上传至监控系统,便于运维人员及时发现?#25910;稀?/span>

  组串监控技术虽然增加了一点点成本,这对于整个光伏系统?#21248;?#24494;不足道,但是起的作用却很大:

  (1)及时发现组件早期问题,组件?#39029;尽?#35010;片、组件划伤、热斑等问题,前期并不明显,但通过检测相邻组串间电流和电压的差别,就可以分析组串是否有?#25910;稀?#21450;时处理,避免更大的损失。

  (2)当系统发生?#25910;?#26102;,不需要专业人员现场检测,就能够快速判断?#25910;?#31867;型,精确定位哪一路组串,运维人员及时解决,***大程度减少损失。

  组串监测系统图如下:

  【深度解析】光伏系统发电量低之组件因素

  四、组件清洗

  【深度解析】光伏系统发电量低之组件因素

  人工清洗

  人工清洗是***原始的组件清洗方式,完全依靠人力完成。这种清洗方式工作效率低、清?#31895;?#26399;长、人力成本高,存在人身安全隐患。

  人工?#19978;?#32452;件:人工?#19978;?#26159;采用长柄绒拖布配合专用洗尘剂进行清洗,使用的油性静电吸尘剂。主要利用静电吸附原理,具有吸附?#39029;?#21644;?#27785;?#30340;作用,能够增强清洗工具吸尘去污能力,有效地避免在清扫时的?#39029;旧沉?#39134;扬。由于完全依靠人力,存在表面残留物较多、组件由受力不均可能产生变?#25105;?#35010;的问题。压缩空气吹扫是通过专?#31859;?#32622;吹出压缩空气清除组件表面的?#39029;荆?#29992;于水资源匮乏的地区。这种方?#21483;?#29575;低,且存在?#39029;?#39640;速摩擦组件的问题,目前很少有电站使用。

  人工水洗组件:人工水洗是以接在水车上(或水管上)的喷头向光伏组件表面喷水冲刷,从而达到清洗的目的,压力一般不超过0.4MPa,这种清洗方?#25509;?#20110;人工?#19978;矗?#28165;洗效率高一些,但用水量较大。但水?#26500;?#22823;会造成光伏组件电池片的隐裂,导致大面积短路会造成发电效率降低。另外,水洗组件?#21248;?#39118;干后,在组件表面会形成水渍,形成微型阴影遮挡,影响发电效?#30465;?#20908;季使用高压水?#20849;?#29983;的冰层会严重弱化组件的光学效应,北方地区尤为显著。

  自动清洗

  半自动清洗:目?#26696;?#31867;设备以工程车辆为载体改装为主,设备功率大、效率比较高,清洗工作对组件压力一致性好,不会对组件产生不均衡的压力,造成组件隐裂。清洗可采取清扫和水洗两种模式,该方式对水资源的?#35272;敌越系停?#20294;对光伏组件阵列的高度、宽度、阵列间路面状况的要求较为?#37327;獭?/span>

  自动清洗方式是将清洗装置安装在光伏组件阵列上,通过程序控制电机的转动实现装置对光伏组件的自动清洗。这种清洗方式成本高昂,设计复杂。国内已有智能清扫机器人,其方式是电站每排光伏组件安装一台清扫机器人,自动定期清扫,无人值守。地势平坦的光伏电站可以采用。


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