光伏板清洗頻次簡(jiǎn)析

趙紅波，杜曉娟

（內(nèi)蒙古華電二連浩特新能源有限公司，呼和浩特 010020）

光伏板清洗頻次簡(jiǎn)析

趙紅波，杜曉娟

（內(nèi)蒙古華電二連浩特新能源有限公司，呼和浩特 010020）

光伏板在運(yùn)行過程中容易降低可利用率，分析了主要因素，在給定條件下，通過統(tǒng)計(jì)光伏板清洗前、后發(fā)電量，繪制出光伏板清潔度與發(fā)電量增益的曲線，得出在此條件下光伏板的最佳清洗頻次。此最優(yōu)解在平衡成本的基礎(chǔ)上最大限度地提升了設(shè)備利用潛力。光伏電站可根據(jù)自身所處環(huán)境，結(jié)合光伏板清潔度與發(fā)電量關(guān)系制訂清潔計(jì)劃，為清洗工作提供理論依據(jù)，此辦法可使光伏板的經(jīng)濟(jì)性得到極大改善。

光伏板清潔度；清洗頻次；經(jīng)濟(jì)性改善

0 引言

光伏板在運(yùn)行過程中除去受設(shè)備自身老化等內(nèi)部條件影響，還會(huì)受到塵土及鳥糞等外部因素的影響，從而使光伏板實(shí)際太陽光電（PV）曲線下滑，嚴(yán)重影響可利用率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，受外部因素影響，光伏板的可利用率可從23%～25%降至17%～18%；同時(shí)，由于熱斑效應(yīng)更容易加劇光伏板的老化，嚴(yán)重影響其使用壽命［1］。目前清除光伏板塵土及表面污垢主要采取水清洗法，頻繁清洗成本往往較高。

光伏電站如果能通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析出發(fā)電量與光伏板清潔度的關(guān)系，制訂合適的清洗計(jì)劃，平衡設(shè)備可利用率與清洗設(shè)備成本，可使設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性得到優(yōu)化。因此，如何采集、分析數(shù)據(jù)成為制訂此計(jì)劃的關(guān)鍵。

1 數(shù)據(jù)采集

以內(nèi)蒙古烏蘭察布市某光伏電站為例，其容量為10MW，由42400塊電池板組成，單塊功率為245 W。所處自然環(huán)境為丘陵地形，地表主要由低液限粉土及風(fēng)積沙堆積而成，底部由砂巖及玄武巖組成。年均風(fēng)速為5m／s，主風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，年平均降水量為379mm，海拔為1 417m，植被覆蓋率為80%。數(shù)據(jù)采集時(shí)間為2013年3月至2014年5月，期間光伏上網(wǎng)電價(jià)為1元／（kW·h），清洗光伏板市場(chǎng)價(jià)為0.5元／塊。

表1 清洗光伏板前、后電量及相關(guān)數(shù)據(jù)部分統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)選取光伏電站某方陣發(fā)電量較平均的2臺(tái)逆變器，表1為試驗(yàn)期間逆變器發(fā)電量及相關(guān)數(shù)據(jù)部分統(tǒng)計(jì)，表中：Wx為試驗(yàn)?zāi)孀兤魅瞻l(fā)電量；Wy為參考逆變器日發(fā)電量；S＝（Wx-Wy）／Wx×100%，此值能直觀體現(xiàn)隨著時(shí)間的變化，光伏板清潔度的變化趨勢(shì)；Wa為統(tǒng)計(jì)期間試驗(yàn)?zāi)孀兤魅掌骄l(fā)電量；Wz為發(fā)電量一定時(shí)，逆變器由于清洗而多產(chǎn)生的出力，Wz＝SWa。2臺(tái)逆變器所處地理位置相同，受鳥類影響基本一致，接帶匯流箱數(shù)量及光伏板數(shù)量相同，試驗(yàn)期間天氣情況以晴、多云為主，無沙塵、降雨天氣。

為直觀體現(xiàn)合理選擇清洗頻次帶來的經(jīng)濟(jì)效益，假設(shè)從未清洗的光伏板挽回電量損失為0 kW·h，挽回經(jīng)濟(jì)損失為0元。將表1中數(shù)據(jù)折算成經(jīng)濟(jì)效益，得出挽回?fù)p失、收回成本時(shí)間2個(gè)重要參數(shù)。表2為清洗光伏板后挽回的經(jīng)濟(jì)損失（表2中數(shù)據(jù)折算至10MW容量光伏電站）。

2 數(shù)據(jù)分析

對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：在光伏板清洗后5 d內(nèi)收益最大，但同時(shí)收益率下滑也較快；從第6天起，效益幾乎是以50元／d的速度下降。利用表2中數(shù)據(jù)繪制曲線，如圖1所示。

同時(shí)可得出光伏板清理后，累計(jì)天數(shù)與收益的數(shù)學(xué)模型：

式中：y為清洗后光伏板收益；t為清洗后累計(jì)天數(shù)，t≥6。

圖1 清洗光伏板后產(chǎn)生的效益與累計(jì)天數(shù)趨勢(shì)

從圖1可以看出：（1）光伏板清洗后在較短時(shí)間內(nèi)收益明顯；（2）清洗光伏板后第8天將收回清洗成本，清洗后第37天，效益約為50元，第38天幾乎不產(chǎn)生效益。故在此條件下，將光伏板清洗周期制訂為38 d能獲得最大收益。

3 結(jié)束語

由于各光伏電站所處區(qū)域、自然環(huán)境等客觀條件不同，硬性制定具體清洗周期顯然不科學(xué)，如遇沙塵、降雨等對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較大因素出現(xiàn)時(shí)，根據(jù)影響程度可適當(dāng)縮短或延長(zhǎng)清洗周期，建議光伏電站參考上述數(shù)據(jù)采集及分析方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)建模，科學(xué)尋求最佳清洗周期，提高設(shè)備經(jīng)濟(jì)性。

（本文責(zé)編：弋洋）

TM 615

B

1674-1951（2015）08-0074-02

趙紅波（1986—），男，內(nèi)蒙古包頭人，助理工程師，從事發(fā)電企業(yè)節(jié)能評(píng)估工作（E-mail：940650447＠qq.com）。

2014-11-19；

2015-07-06

杜曉娟（1988—）女，內(nèi)蒙古烏蘭察布人，助理工程師，從事發(fā)電企業(yè)工程預(yù)算工作。