淺談?dòng)绊懝夥娬景l(fā)電因素及有效應(yīng)對(duì)措施

陳有龍 汪志剛 李世健

（廣西智碩投資管理有限公司，廣西 蒙山 546700）

廣西蒙山縣集中式光伏扶貧發(fā)電項(xiàng)目是自治區(qū)2017年度扶貧開發(fā)重點(diǎn)項(xiàng)目，項(xiàng)目位于蒙山縣桐油坪工業(yè)園區(qū)，租賃園區(qū)未利用的荒山荒坡地430畝，建設(shè)規(guī)模為1.6兆瓦，總投資1.65億元。項(xiàng)目于2018年6月29日實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，經(jīng)過3個(gè)月的設(shè)備調(diào)試和試運(yùn)行，截至2019年9月底止，累計(jì)年發(fā)電量14615468千瓦時(shí)，占項(xiàng)目規(guī)劃年發(fā)電量的90.67%?，F(xiàn)就如何進(jìn)行光伏電站運(yùn)維，查找影響光伏電站發(fā)電因素，采取有效應(yīng)對(duì)措施談?wù)勛约旱囊恍┛捶ā?/p>

一、基本情況

（一）縣域基本情況。蒙山縣是廣西貧困縣、革命老區(qū)縣，國土面積1279平方公里，人口22.4萬。全縣轄6鎮(zhèn)3鄉(xiāng)，其中有2個(gè)少數(shù)民族鄉(xiāng)，78個(gè)村民委員會(huì)和5個(gè)社區(qū)。2017年底，全縣電網(wǎng)覆蓋所有行政村和村寨，全社會(huì)用電量2.3779億千瓦，最大用電負(fù)荷70.44兆瓦，最小用電負(fù)荷3.587兆瓦。

（二）項(xiàng)目實(shí)施情況。2016年11月2日，蒙山縣人民政府召開縣長辦公會(huì)議，討論并同意推進(jìn)蒙山縣集中式光伏扶貧發(fā)電站項(xiàng)目，確定項(xiàng)目把光伏發(fā)電、生態(tài)農(nóng)業(yè)和旅游觀光結(jié)合起來，明確項(xiàng)目實(shí)施主體為蒙山縣永昇投資有限公司。根據(jù)試點(diǎn)項(xiàng)目運(yùn)行一年的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換測(cè)算，蒙山縣年日照等效利用小時(shí)值為1028小時(shí)，符合國家對(duì)光伏扶貧項(xiàng)目年日照等效滿負(fù)荷小時(shí)不少于900小時(shí)的要求。

二、影響光伏電站發(fā)電因素及有效應(yīng)對(duì)措施

（一）太陽光照等直接因素。眾所周知，光伏電站發(fā)電量與低溫陰雨天氣光照少、高溫晴天光照多成正比關(guān)系，與光伏設(shè)備年衰減率1%有直接關(guān)系。

（二）光伏面板積灰因素及應(yīng)對(duì)措施。從微觀方面講，長時(shí)間運(yùn)行的光伏發(fā)電系統(tǒng)，面板表面的灰塵具有反射、散射和吸收太陽輻射的作用，可降低太陽的透過率，造成面板接收到的太陽輻射減少，輸出功率也隨之減少，其作用與灰塵累積厚度成正比。此外，因?yàn)榛覊m吸收太陽輻射可使光伏面板升溫，并且灰塵中含有一些腐蝕性的化學(xué)成分，這也使其光能轉(zhuǎn)換效率降低。間接經(jīng)驗(yàn)表明，在少雨時(shí)期，由于面板表面的累積污垢，電池效率損失可達(dá)到15%以上，面板表面污垢灰塵造成年平均發(fā)電效率可降低6%。一般來說，空氣中灰塵污垢包括：灰塵、雨水、污染物，它們的存在會(huì)導(dǎo)致電池輸出能量的減少。因?yàn)榛覊m粒子對(duì)太陽光向前散射存在較大影響，導(dǎo)致這種集中式模塊的電流損失在通常情況下比非集中式的要高很多。同時(shí)，光伏面板的其它部位也會(huì)受到濕潤灰塵的腐蝕，比如結(jié)合處、支架等部分，其材料多是各類金屬，發(fā)生腐蝕后易導(dǎo)致破損、安全性減弱等問題，可能因強(qiáng)風(fēng)、地震等自然因素遭到破壞而減少光伏面板服役的壽命。

目前有些光伏發(fā)電系統(tǒng)不僅依賴于降雨、風(fēng)等自然作用對(duì)光伏面板的積灰進(jìn)行清除。一些小型光伏電站采用人工清潔的方法，一般用拖把、橡膠刮條或柔軟的抹布進(jìn)行清洗。2019年4月，蒙山縣集中式光伏扶貧電站采用這種方法清洗，清洗人工及材料費(fèi)用約15萬元。大中型光伏電站人工清潔難度較大，一般采用機(jī)械清潔的方式。若用高壓水槍清洗，水經(jīng)過加壓后形成水汽混合物，將光伏面板表面塵土沖洗干凈，清潔效果較好，因此被很多光伏電站廣泛采用。另外還有機(jī)械除塵技術(shù)，利用機(jī)械化的刷子結(jié)合噴水沖洗光伏面板的自動(dòng)除塵裝置等，靠機(jī)械力將粉塵掃走。這些方法既要考慮成本，也要從實(shí)際出發(fā)而選擇何種方案。

（三）光伏組件被陰影遮擋因素及應(yīng)對(duì)措施。從客觀上講，陰影是光伏電站最忌諱的問題，設(shè)計(jì)、安裝要注意，后期運(yùn)維更要注意。常見陰影主要有鳥類糞便、灰塵、樹蔭、建筑物、落葉殘枝等。因此，光伏電站在建設(shè)前一定要做好前期勘察工作，選擇坡度小于15度的荒山荒坡或?yàn)┩克颍x擇合適向陽位置安裝光伏組件，盡可能避免在有遮擋(如高壓線、欄桿、已有建筑物等）的地方安裝組件。據(jù)統(tǒng)計(jì)，陰影遮擋給系統(tǒng)帶來功率損失在10-30%。

（四）光伏組件的熱斑損耗因素及應(yīng)對(duì)措施。說起熱斑效應(yīng)，很多人不了解，但它隱藏于光伏組件之中。何謂熱斑效應(yīng)？在一定條件下，一串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽能電池組件，將被當(dāng)作負(fù)載消耗其有光照的太陽能電池組件所產(chǎn)生的能量，被遮蔽的太陽能電池組件此時(shí)會(huì)發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。熱斑效應(yīng)在一定程度上嚴(yán)重地破壞了太陽能電池本身，有光照的太陽能電池所產(chǎn)生的部分能量，都可能被遮蔽的電池所消耗。再加上長期不及時(shí)清理對(duì)光伏組件使用壽命也有很大影響，嚴(yán)重情況也是可能引起火災(zāi)的源頭。光伏電站的熱斑效應(yīng)會(huì)直接導(dǎo)致光伏組件使用壽命縮短30%，長此以往可能會(huì)造成組件失效。為避免此因素降低光伏組件性能，這就要求施工項(xiàng)目部在施工前做好技術(shù)交底工作，施工過程中加強(qiáng)對(duì)工程質(zhì)量的抽查力度，只有這樣才能防止此種情況對(duì)組件壽命產(chǎn)生的影響。在組件生產(chǎn)端的措施有：控制電池內(nèi)部的雜質(zhì)、組件采用并聯(lián)二級(jí)管保護(hù)等。在應(yīng)用端的措施有：采用性能一致性好的電池（或組件），安裝時(shí)盡量保持組件不被遮擋，上面有污穢時(shí)及時(shí)清理和打掃等，使光伏系統(tǒng)保持良好的功率輸出。

（五）光伏組件受意外損壞及應(yīng)對(duì)措施。道理很簡單，光伏組件受意外損壞有其不可預(yù)見性，如光伏組件受風(fēng)、火、冰雹災(zāi)害而停止發(fā)電，光伏組件內(nèi)發(fā)生故障等造成停發(fā)電，為減少經(jīng)濟(jì)上的損失，發(fā)電企業(yè)可參加財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)。