光伏板清洗精细化管理提高发电效益巫青松

光伏板清洗精细化管理提高发电效益巫青松

巫青松

(中国电建集团四川工程有限公司四川成都610000)

摘要：现如今，我国具有三成数量的光伏电站构建在风沙问题严重、水资源稀缺，沙尘气候较为严峻的偏远戈壁滩，而灰尘会减弱光伏板转换的整体效率以及使用的周期，不过，现如今，伴随我国科学技术水平的不断提升，就可以运用样板机对比法光伏板的清洗处理，其不仅能够防止出现灰尘损耗电量的问题，而且还能够降低光伏板清洗的费用支出，实现光伏企业经济效益与社会效益的最大化。基于此，本文引入一年数据资料予以分析，可以看到，在不限电的条件之下，运用专业的样板机清洗技术手段之后，灰尘损耗率减少到3%，一项20MW光伏电站每年能够提升收益大致170-200万元。

关键词：光伏电站；灰尘；清洗技术；经济效益；构建对策

1引言

长期以来，伴随我国受到能源资源短期威胁的不断加深，我国一直都在积极提倡研发、运用可再生的绿色资源，同时还相应地提供了多方面的可再生能源电价补贴。而光伏发电也凭借它生态、环保、绿色的显著优点，其作为一种十分具有潜质的可再生能源被普遍地运用，不过沙尘的累积造成光伏发电的整体效率从15-16%减少到至6-8%，所以，一项20MW光伏电站每年会由于灰尘而导致其损耗超过200万元，不仅如此，积灰所引发的热斑效应、侵蚀效应等，大幅度地缩短了光伏板运用的周期。所以现如今，探讨出一系列稳定、实用、专业的光伏板清洗预案具有很强的现实价值。

2光伏电站实例

笔者将以某省新能源企业的光伏发电站数据作为参考依据，详尽地阐述风沙与尘埃对光伏发电整体效率所带来的负面效应。这一新能源企业总共有四个主要的光伏电站，各个光伏电站总体容量大致是20MW，它们都分散在较为干旱、沙尘气候比较多的偏远戈壁滩之中。依照所在地域的气象数据分析，可以得到，该企业所拥有的光伏电站每年沙尘天气大致60天至100天，所以就其损害电站稳定、经济运转的关键性因素就是很容易被人忽视的风沙尘埃。

依照将近一年数据资料可以看到，该企业光伏电站灰尘损耗率最少也占据9%，依据一项20MW光伏电站25年的运行周期，其降尘整体损耗大致是：1300h（可研利用小时）*20兆瓦（电站整体大小）*25年（运行周期）*1元/度（参照电价）*5%（降尘损耗的效率）=3250万元。从上述资料就很容易知道，灰尘对光伏电站带来的不小损害，这在极大的程度上减弱了了光伏电站的发电效率。

3灰尘对光电转换效率的作用分析

首先，在积灰的掩盖效应方面。光伏电池板的光电转换的整体效率和太阳所释放的辐射大小密切相关，灰尘累积在光伏面板的上面，能够有效地减弱太阳辐射的强度，于是就使得释放在面板上的规模以及强度逐渐缩减，同时造成前盖玻璃透光的效率减弱，从而还会减弱面板所收到的太阳辐射大小，同时还会导致太阳辐照不匀称，引发发电量的顺序减少，降低输出功率的大小。

其次，在积尘的温度效应方面。现如今，在市面上见得最多的光伏板通常就是单晶、多晶太阳电池板，上述光伏板对温度的感知能力极强，只需要面板表层堆积了既定数量的灰尘，就会引发传热热阻的迅速上升，影响热量向外释放，让它们的散热功效无法顺利地发挥，导致温度迅速攀升，最终不利于光伏发电的整体效用。值得留意的是，极易引发局部偏热甚至于遇上自燃，也就是常说的“热斑效应”，有关的试验资料表明，只要面板的温度提升1摄氏度，输出功率就会大致减少0.5%。第三，在积尘的侵蚀效应方面，灰尘的涵括成分较为地多元，部分是酸性物质，部分是碱性物质，而晶硅光伏面板的一般成分是二氧化硅以及石灰石等，倘若灰尘由于空气中的水汽而潮湿，就能够和面板的构成成分生成酸性或碱性反应，进而出现腐蚀问题，让表层出现许多孔洞，引发光伏面板的光学属性的锐减，太阳辐射在面板表层出现较为严重的漫反射，损害太阳辐射在光伏面板中传输的平稳性。

4传统光伏板的清洗手段及存在问题

为了调研科学的清洗手段，该单位实地考察了许多构建在戈壁滩上的光伏电站。现如今，市面上不同清洗手段的优劣势及其所需的清洗费用如下所示。

首先，在人工清洗方面，其优势在于用水量比较的少，但是其劣势就在于清洗所需时间多、效率不高、费用较高。20MW每次的清洗费用大致是10.77万元。

其次，在高压水枪清方面，其优势在于洗清洗成效俱佳，不过其劣势就在于用水量很多，清洗20MW需要用水125吨。一般来说，20MW每次的清洗费用是4至5万元。

第三，在增加喷淋系统方面，其优势在于不要求人工清洗，但是其劣势就在于清洗效果较差、用水多、清洗设备投入资金多。20MW每次的清洗成本为11.6万元。

第四，在专业清洗设备方面，其优势在于用水量不多，但是其劣势就在于清洗效果差、所需费用多、对地势的标准极高，清洗刷头非直线运动。20MW每次的清洗费用大致9.6万元。

该企业四个光伏发电站都位于戈壁荒滩地区，沙尘气候多，因此要经常性清洗光伏板，一般高压水枪清洗手段所需的费用较高，每年一个20MW光伏电站清洗费用大致是30万元。这就要求相关的工作人员探寻出一项合理且专业的清洗手段，估算出投入费用与效益产出一个重要临界点，用最少的资金获取发电效益的最大化。

5工作实施的方案及其各流程

为了有效地降低清洗所花费的资金，同时降低灰尘损耗的电量，通过最小的投入实现产出的最大化。这一企业秉持火电对标管控理念，在各个电站明确一项样板逆变器，每日就对样板逆变器予以仔细地清洗，通过比较清洗后逆变器以及没有清洗逆变器的日电量偏差数值，估算出日灰尘损耗电量，而且综合清洗20MW电站所需的成本，最终得到一项清洗光伏板的临界值。

5.1不限电条件下的清洗方案

在不限电条件之下，安排一项逆变器，来当作光伏板样板的重要组件（0.5MW光伏板，务必要保证样板组件的清洁）。只要样板逆变器和其它逆变器日电量均值的偏差值大于40kWh，该企业就会迅速地分配专业的电站工作者对光伏板予以仔细地清洗。不仅如此，只要样板逆变器和其它逆变器日电量偏差值大于125kWh，即日灰尘损耗电量大于5000kWh，该单位就会要求外委清洗或租用清洗车来清洗，由此能够大大地减少清洗的时长，尽最大程度地降低灰尘损耗电量。

5.2限电条件下的清洗方案

在弃光率达到20%至30%的时候，调度限负荷所招致的损耗在很大程度上大于光伏板脏污生成的灰尘损耗，通常来说，一般人会以为，光伏板的脏污水平不会发电活动带来影响，因而对清洗光伏板这以工作的重视程度极低。不过，值得注意的是，调度限电是分时段进行的，在不限电的时间内会出现很多的损耗，同时灰尘并不利于光伏板的顺利散热，还会提升光伏板的衰减比重，从而缩减光伏板运行周期。如此而来，这就要求相关的工作人员再次提出一项在限电条件之下的光伏板清洗方案。在限电的条件之下，安排四个逆变器当作光伏板样板的重要组件，分别是1A（清洁不限电）、1B（脏污不限电）、2A（清洁限电）、2B（脏污限电）这四种，而且一定要保证2A与2B限负荷深度保持统一性。1A和1B逆变器电量偏差估算所得为不限电的灰尘损耗值，这就反映了光伏板的脏污水平，这同样也是为会更加高效地提示值班（管理）工作者清洗光伏板，防止在不限电的过程中，由于灰尘而阻碍光伏组件出力，在很大程度上能够把这一项指标当作清洗光伏板的重要标识。当1A和1B逆变器电量偏差大于100kWh的时候，相关的工作人员就需要仔细地清洗光伏板，这也就是为了有效地防止电网在不限电的条件之下，降低灰尘的损失量。2A和2B逆变器电量偏差作为在限电条件下处理光伏板的重要凭证，只要2A和2B逆变器电量偏差大于40kWh，这就说明了此时光伏板的灰尘对组件正常出力带来了侵扰，因此相关的工作人员需要迅速地进行清洗处置。

6结语

综上所述，根据上文的分析，可以看到运用专业且合理的清洗手段，能够大幅度地提升光伏组件的清洁程度，进而减少光伏板的衰减比重，延长光伏电站的整体运行周期，不仅提升了光伏电站运转的平稳程度，而且还有效地降低了发电费用。

参考文献

[1]郑建飞,陈坚.光伏组件清洗前后发电效率比较及效益分析[J].上海电力学院学报,2016,32(S1):51-54.

[2]郑建飞,陈坚,周建峰.光伏电站投产后提高发电量的对策[J].上海电力学院学报,2016(S1):44-47.

[3]雷贯强,邓红周.光伏板清洗精细化管理提高发电效益[J].化工管理,2019,510(03):194-195.

[4]张志毅.浅谈发电厂精细化管理[J].中国市场,2015(42):27-28.