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想要发电25年,光伏组件清洗很重要

国际太阳能光伏网  来源:能量魔方  日期:2017-11-13
  灰尘对光伏发电的影响
 
  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, 影响其散热。电池组件在长久阳光照射下,被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负载电阻, 消耗相连电池产生的电力, 即发热,这就是热斑效应。此过程会加剧电池板老化,减少出力, 严重时会引起组件烧毁。
 
  2、 遮挡影响
 
  灰尘附着在电池板表面, 会对光线产生遮挡,吸收和反射等作用。
 
  其中最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率。灰尘沉积在电池板组件受光面,首先会使电池板表面透光率下降;其次会使部分光线的入射角度发生改变,造成光线在玻璃盖板中不均匀传播。
 
  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%,且积灰量越高,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灰尘附在玻璃盖板表面时, 玻璃表面就会慢慢被侵蚀, 从而在表面形成坑坑洼洼的现象, 导致光线在盖板表面形成漫反射,在玻璃中的传播均匀性受到破坏, 光伏组件盖板越粗糙,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灰尘。而且灰尘本身也会吸附灰尘, 一旦有了初始灰尘存在, 就会导致更多的灰尘累积, 加速了光伏电池发电量的衰减。
 
  关于清洗
 
  1、人工清洗
 
  人工清洗是最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、清洗周期长、人力成本高,存在人身安全隐患。

  (1) 人工干洗组件
 
  人工干洗是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,具有吸附灰尘和沙粒的作用,能够增强清洗工具吸尘去污能力,有效地避免在清扫时的灰尘沙粒飞扬。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形隐裂的问题。
 
  压缩空气吹扫是通过专用装置吹出压缩空气清除组件表面的灰尘, 用于水资源匮乏的地区。这种方式效率低,且存在灰尘高速摩擦组件的问题,目前很少有电站使用。
 
  (2)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,这种清洗方式优于人工干洗,清洗效率高一些,但用水量较大。
 
  但水压过大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, 水洗组件自然风干后,在组件表面会形成水渍, 形成微型阴影遮挡,影响发电效率。冬季使用高压水枪产生的冰层会严重弱化组件的光学效应,北方地区尤为显著。
 
  2、半自动清洗设备
 
  目前, 该类设备以工程车辆为载体改装为主 (如下图) , 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,该方式对水资源的依赖性较低,但对光伏组件阵列的高度、宽度、阵列间路面状况的要求较为苛刻。
 
QQ截图20171113134012
 
  图1 半自动清洗设备
 
  3、自动清洗
 
  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 (如下图图3) ,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。
 
QQ截图20171113133324
 
 
图2 自动清洗机器人
 
  与传统清洁方式相比, 智能清扫机器人清洗有如下六大优势:
 
  1) 自供电,并带有储能, 无需提供外部电源;
 
  2) 智能控制、无人值守,节省人工费用;
 
  3) 无水清洁、节能环保,节约用水;
 
  4) 运行频次自由设定,根据场区环境定期清洁;
 
  5) 机器人清扫用力均匀, 不会造成电池片隐裂;
 
  6) 机器人可以夜间工作。
 
  另外, 在冬季北方,智能机器人还能除去组件上的积雪。
 
  安装不平整的组件边框有可能卡住机器人, 使其无法正常归位。应用于规模巨大的光伏时,电站运维人员在现场难以找到故障机器人的位置。
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