淺談影響光伏電站發電因素及有效應對措施

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電項目是自治區2017年度扶貧開發重點項目，項目位于蒙山縣桐油坪工業園區，租賃園區未利用的荒山荒坡地430畝，建設規模為1.6兆瓦，總投資1.65億元。項目于2018年6月29日實現并網發電，經過3個月的設備調試和試運行，截至2019年9月底止，累計年發電量14615468千瓦時，占項目規劃年發電量的90.67%?，F就如何進行光伏電站運維，查找影響光伏電站發電因素，采取有效應對措施談談自己的一些看法。

一、基本情況

（一）縣域基本情況。蒙山縣是廣西貧困縣、革命老區縣，國土面積1279平方公里，人口22.4萬。全縣轄6鎮3鄉，其中有2個少數民族鄉，78個村民委員會和5個社區。2017年底，全縣電網覆蓋所有行政村和村寨，全社會用電量2.3779億千瓦，最大用電負荷70.44兆瓦，最小用電負荷3.587兆瓦。

（二）項目實施情況。2016年11月2日，蒙山縣人民政府召開縣長辦公會議，討論并同意推進蒙山縣集中式光伏扶貧發電站項目，確定項目把光伏發電、生態農業和旅游觀光結合起來，明確項目實施主體為蒙山縣永昇投資有限公司。根據試點項目運行一年的數據轉換測算，蒙山縣年日照等效利用小時值為1028小時，符合國家對光伏扶貧項目年日照等效滿負荷小時不少于900小時的要求。

二、影響光伏電站發電因素及有效應對措施

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

（二）光伏面板積灰因素及應對措施。從微觀方面講，長時間運行的光伏發電系統，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，因為灰塵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成分，這也使其光能轉換效率降低。間接經驗表明，在少雨時期，由于面板表面的累積污垢，電池效率損失可達到15%以上，面板表面污垢灰塵造成年平均發電效率可降低6%。一般來說，空氣中灰塵污垢包括：灰塵、雨水、污染物，它們的存在會導致電池輸出能量的減少。因為灰塵粒子對太陽光向前散射存在較大影響，導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，光伏面板的其它部位也會受到濕潤灰塵的腐蝕，比如結合處、支架等部分，其材料多是各類金屬，發生腐蝕后易導致破損、安全性減弱等問題，可能因強風、地震等自然因素遭到破壞而減少光伏面板服役的壽命。

目前有些光伏發電系統不僅依賴于降雨、風等自然作用對光伏面板的積灰進行清除。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，一般采用機械清潔的方式。若用高壓水槍清洗，水經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。另外還有機械除塵技術，利用機械化的刷子結合噴水沖洗光伏面板的自動除塵裝置等，靠機械力將粉塵掃走。這些方法既要考慮成本，也要從實際出發而選擇何種方案。

（三）光伏組件被陰影遮擋因素及應對措施。從客觀上講，陰影是光伏電站最忌諱的問題，設計、安裝要注意，后期運維更要注意。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度的荒山荒坡或灘涂水域，選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。據統計，陰影遮擋給系統帶來功率損失在10-30%。

（四）光伏組件的熱斑損耗因素及應對措施。說起熱斑效應，很多人不了解，但它隱藏于光伏組件之中。何謂熱斑效應？在一定條件下，一串聯支路中被遮蔽的太陽能電池組件，將被當作負載消耗其有光照的太陽能電池組件所產生的能量，被遮蔽的太陽能電池組件此時會發熱，這就是熱斑效應。熱斑效應在一定程度上嚴重地破壞了太陽能電池本身，有光照的太陽能電池所產生的部分能量，都可能被遮蔽的電池所消耗。再加上長期不及時清理對光伏組件使用壽命也有很大影響，嚴重情況也是可能引起火災的源頭。光伏電站的熱斑效應會直接導致光伏組件使用壽命縮短30%，長此以往可能會造成組件失效。為避免此因素降低光伏組件性能，這就要求施工項目部在施工前做好技術交底工作，施工過程中加強對工程質量的抽查力度，只有這樣才能防止此種情況對組件壽命產生的影響。在組件生產端的措施有：控制電池內部的雜質、組件采用并聯二級管保護等。在應用端的措施有：采用性能一致性好的電池（或組件），安裝時盡量保持組件不被遮擋，上面有污穢時及時清理和打掃等，使光伏系統保持良好的功率輸出。

（五）光伏組件受意外損壞及應對措施。道理很簡單，光伏組件受意外損壞有其不可預見性，如光伏組件受風、火、冰雹災害而停止發電，光伏組件內發生故障等造成停發電，為減少經濟上的損失，發電企業可參加財產保險。