廣東地區(qū)灰塵與高溫對分布式光伏發(fā)電站的影響

鄭柏恒 胡振球 曾飛 李維娣

摘要 為保證光伏分布式電站發(fā)電能力提高發(fā)電效益，本文針對廣東地區(qū)長時間高溫、濕熱且粉塵污染較大的環(huán)境，依據(jù)《并網(wǎng)光伏電站性能檢測與質量評估技術規(guī)范》、《地面用晶體硅光伏組件設計鑒定和定型》等標準進行對比試驗，分析灰塵和高溫對分布式光伏電站的影響，然后提出相應的改善措施并進行試驗，為廣東地區(qū)的分布式光伏電站作參考。

[關鍵詞]分布式光伏電站 廣東地區(qū) 對比試驗

1 前言

廣東作為分布式光伏電站建設大省，隨著大量的分布式光伏電站竣工并網(wǎng)發(fā)電，組件灰塵、污染腐蝕、溫度偏高等現(xiàn)象多發(fā)，造成分布式光伏電站發(fā)電效率低，收益下降。

為了盡量使光伏組件保持較高的輸出功率，提高分布式電站的發(fā)電效率，本文依據(jù)《并網(wǎng)光伏電站性能檢測與質量評估技術規(guī)范》、《地面用晶體硅光伏組件設計鑒定和定型》等標準在廣東地區(qū)選取典型的分布式光伏電站進行測試，評估廣東地區(qū)灰塵和溫度對發(fā)電功率的影響，最后提出一種除塵降溫的方式并在曝曬場進行試驗，以供廣東地區(qū)分布式光伏電站參考。

2 廣東地區(qū)灰塵與高溫對分布式光伏發(fā)電站的影響分析

廣東屬于南亞熱帶濕潤季風氣候，1月平均氣溫13℃，7月平均氣溫28℃，年平均降水量1500-2000毫米，且工業(yè)的發(fā)展迅速，規(guī)模宏大，種類繁多。因此，廣東地區(qū)分布式光伏電站不僅長時間處于高熱環(huán)境下，而且容易堆積大量灰塵。

2.1 高溫對分布式光伏發(fā)電站的影響

為了解廣東地區(qū)高溫對光伏電站的影響，本文選取了并網(wǎng)時間相近、采用相同多晶硅組件和逆變器且環(huán)境溫度相差較遠的兩分布式光伏電站進行總輻照度、發(fā)電量、環(huán)境溫度、組件背板溫度等數(shù)據(jù)的采集。

其中電站1為建于東莞市某港口倉庫的分布式光伏電站，電站2為建于廣州市黃埔區(qū)某制藥廠水泥屋面上的分布式光伏電站。兩電站皆采用相同型號的多晶硅組件和相同型號逆變器，且組件方陣朝向、傾角、離地高度都相同。依據(jù)下公式（1）～（3）計算得出兩分布式光伏電站的能效比如下表1所示：

PR=Yf/Yr=（E/PO） /（Hi/Gstc） （1）

C=1+δjx（Tcell- 25℃） （2）

PRste= PR/C （3）

式中PR為評估光伏電站質量的綜合性指標的能效比，Yf為光伏等效利用小時數(shù)是評估周期內(nèi)基于光伏額定功率的發(fā)電小時數(shù)，E為評估周期內(nèi)的發(fā)電量，PO為電站的額定功率，Hi為評估周期內(nèi)光伏方陣面總輻射量，Gste為標準條件下的輻照度（lOOOW/m2）。PRste為標準能效比，排除了地區(qū)溫度差異，用于比較不同地區(qū)光伏電站的質量。

通過表1不難看出，在兩電站光伏電站標準能效比相差不大的情況下，電站2的組件在較高的溫度下工作功率將明顯下降，使電站2的能效比遠低于電站1。

2.2 灰塵對分布式光伏發(fā)電站的影響

太陽光是光伏發(fā)電的能量來源，而灰塵將大幅削弱光伏組件所能接收到的太陽輻射。為了解該類型的影響，本文在廣州、東莞、河源、江門、茂名等地選取7個分布式光伏電站隨機抽取10塊以上的光伏組件，并依據(jù)《地面用晶體硅光伏組件設計鑒定和定型》（IEC61215： 2005）標準中10.2條款進行組件清洗前后的最大功率測試。

通過表2不難看出，本次抽測的廣東地區(qū)分布式電站平均灰塵遮擋損失達到3 .12%，而且不同測試對象差異較大，在輪胎廠、炊具等粉塵污染較大地區(qū)的灰塵遮擋損失超過5%。

3 改善措施

針對廣東地區(qū)長時間高溫、濕熱且工業(yè)發(fā)達粉塵污染較大的環(huán)境，分布式光伏電站為保證發(fā)電量提高經(jīng)濟效益必須采用一定的措施，對光伏方陣進行降溫、清洗。因此本文提出定時對光伏方陣進行噴淋的方式，以較低的成本來降低高溫、塵污染較大對分布式光伏電站的影響。

為驗證此方法的有效性，本文選取8塊TSM-255PC05A型號光伏組件分成兩組在曝曬場通過微型逆變器發(fā)電進行比對試驗。其中第一組光伏組件每天中午12時整對進行5分鐘的噴淋。結果如表3所示。

由表3不同時間段的發(fā)電量損失率可以看出對光伏方陣定時噴淋有效削弱高溫、灰塵對光伏發(fā)電的影響，有效提高分布式光伏電站的發(fā)電量，且實施簡單成本較少。

4 結論

本文依據(jù)《并網(wǎng)光伏電站性能檢測與質量評估技術規(guī)范》、 《地面用晶體硅光伏組件設計鑒定和定型》等標準選取廣東地區(qū)典型的分布式光伏電站進行分析，得出廣東地區(qū)高溫、灰塵會使分布式光伏電站發(fā)電能力大幅下降，并提出定時噴淋的方式有效削弱這類影響，保證分布式光伏電站的收益。

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