光伏組件清潔工作對(duì)光伏發(fā)電成本的經(jīng)濟(jì)性分析

陳 利 楊若樸

1.合肥金太陽(yáng)能源科技股份有限公司 安徽 合肥 230088

2.華北電力大學(xué)電力系 河北 保定 071000

0 引言

太陽(yáng)能因具有取之不盡、用之不竭、沒有污染、沒有消耗、沒有任何有害物質(zhì)的排放等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用和大力推廣，是最為潔凈的清潔、環(huán)保、綠色能源。太陽(yáng)能光伏產(chǎn)品具有安全可靠、無(wú)噪聲、無(wú)污染，無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，故障率低，維護(hù)簡(jiǎn)便，可以無(wú)人值守，建站周期短，規(guī)模大小隨意，無(wú)需架設(shè)輸電線路，可以方便地與建筑物相結(jié)合等許多優(yōu)點(diǎn)。但是，由于氣候、環(huán)境等因素的影響，導(dǎo)致太陽(yáng)能組件表面容易積灰，而“灰塵”是影響太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)效率的一個(gè)重要的因素，多晴少雨的天氣有利于光伏發(fā)電，但隨之而來(lái)的影響是組件表面積灰多，因此必須對(duì)太陽(yáng)能組件進(jìn)行定期的清潔。

然而，清潔光伏組件需要消耗人工以及用水費(fèi)用等，本文欲通過對(duì)同類清潔和未清潔光伏組件發(fā)電成本的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析比較，來(lái)確定合肥地區(qū)光伏組件清洗的最佳周期。

1 晶澳光伏電站運(yùn)行概況

晶澳電站位于安徽省合肥市高新區(qū)晶澳公司廠區(qū)內(nèi)，合肥地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候條件，四季分明，氣候溫和，雨量適中。春秋冬季雨水較少，夏季天氣炎熱、雨量集中，降水強(qiáng)度大，雨量主要集中在5～6月的梅雨季節(jié)。根據(jù)多年光伏電站運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，全年最大發(fā)電小時(shí)達(dá)1090h，輻照度最大時(shí)接近1000W/m2，發(fā)電最好時(shí)機(jī)一般在6~9月份。為不影響發(fā)電量，保潔工作一般在春秋季進(jìn)行。

晶澳電站裝機(jī)容量為8.26875MWp，太陽(yáng)能組件數(shù)量33620塊，組件大部分采取平鋪安裝方式（鋼結(jié)構(gòu)屋面），只有少量的混凝土屋面安裝角度為11度。對(duì)于平鋪安裝的組件，即使下雨過后，組件表面仍殘留灰塵，影響組件發(fā)電效率。圖1和圖2分別為今年10月平鋪電站組件積灰情況以及清洗保潔后的情況。

圖1 組件積灰情況

圖2 組件清洗后效果

2 光伏組件清潔前后數(shù)據(jù)分析

晶澳電站共兩期分別安裝了容量為1.4016MWp（以后簡(jiǎn)稱：晶澳 1）和 8.26875MWp（以后簡(jiǎn)稱：晶澳2）的光伏電站，同一廠區(qū)在輻照度上趨于相同，取晶澳1和晶澳2為對(duì)比樣本，分析組件清潔效果。

組件清洗時(shí)間為：10月10日開始清洗，10月18日清洗完成。清洗后至10月31日首次下小雨，下雨之后對(duì)組件的清潔度有影響，所以對(duì)比的時(shí)間段取10月1日至10月30日。對(duì)比指標(biāo)為日等效發(fā)電小時(shí)（日等效發(fā)電小時(shí)=日發(fā)電量/裝機(jī)容量），等效小時(shí)差=晶澳2子站日等效發(fā)電小時(shí)-晶澳1子站日等效發(fā)電小時(shí)，數(shù)據(jù)如下表1所示。

晶澳1與晶澳2等效發(fā)電小時(shí)折線圖、晶澳2與晶澳1等效小時(shí)差值折線圖如圖3。

圖3 晶澳1與晶澳2等效發(fā)電小時(shí)對(duì)比折線圖

表1 光伏組件清洗前后每天等效小時(shí)數(shù)對(duì)比

由表1及圖3得到晶澳2與晶澳1等效發(fā)電小時(shí)平均差值，見表2。

表2 晶澳2與晶澳1等效發(fā)電小時(shí)平均差值

由表2可以看出，清洗前晶澳1與晶澳2的效率大致相等，從10月10日，清洗組件開始，晶澳2的發(fā)電效率開始明顯高于晶澳1。隨著清洗組件的增多至完成，效率逐漸增大，同時(shí)，隨著清洗后時(shí)間的延長(zhǎng)，由于合肥地區(qū)的環(huán)境污染，其等效發(fā)電小時(shí)差值在逐漸縮小。

3 組件清潔后經(jīng)濟(jì)效益分析

晶澳2子站清洗組件所提高的發(fā)電量（D）=提高等效小時(shí) （H）×子站裝機(jī)容量，具體結(jié)果如表3所示。

表3 晶澳2光伏電站組件清洗所提高的發(fā)電量D

清洗組件后，至10月31日下雨前共提高發(fā)電量為25520kWh。電價(jià)按0.68元/kWh，清洗組件增加的收益為25520×0.68=17353.6元。

本次組件清洗的費(fèi)用計(jì)算如下： （1）人工費(fèi)用：組件33620塊，組件表面積為54968.7m2，人工費(fèi) 0.24428元/m2， 清洗費(fèi)用為：54968.7×0.24428=13427.6元。

（2）消耗水費(fèi)：消耗水量約為2100噸，水費(fèi)用為：2100×2.65=5565 元。

（3）清洗組件收益為：17353.6-13427.6-5565=-1639（元）。

4 結(jié)論

通過以上分析可知，本次保潔明顯提高了組件發(fā)電量（57398.7kWh），但保潔過程中也發(fā)生了一些費(fèi)用，致使近半個(gè)月產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值相比發(fā)生費(fèi)用為負(fù)盈利1639元。

從十一月份近幾日的發(fā)電數(shù)據(jù)看，晶澳2子站保潔后仍在提高發(fā)電效率，明顯高于合肥金太陽(yáng)能源科技股份有限公司未保潔的美芝、日立、東風(fēng)機(jī)電等平鋪電站，11月2日發(fā)電數(shù)據(jù)如下表4如示。

表4 清洗后的第15天與合肥地區(qū)其他光伏電站日等效發(fā)電小時(shí)比較

因此，保潔工作總體上是盈利的，另外，及時(shí)清理組件上的積灰也有利于提高組件的使用壽命。通過光伏組件清潔工作分析，也為我們后期保潔工作確定合理的周期提供依據(jù)。在合肥地區(qū)，根據(jù)保潔產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于組件平鋪安裝的光伏電站在春秋冬季保潔周期宜為兩個(gè)月一次較為合理。

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