光伏板清洗頻次簡析

趙紅波，杜曉娟

（內蒙古華電二連浩特新能源有限公司，呼和浩特 010020）

光伏板清洗頻次簡析

趙紅波，杜曉娟

（內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，通過統計光伏板清洗前、后發電量，繪制出光伏板清潔度與發電量增益的曲線，得出在此條件下光伏板的最佳清洗頻次。此最優解在平衡成本的基礎上最大限度地提升了設備利用潛力。光伏電站可根據自身所處環境，結合光伏板清潔度與發電量關系制訂清潔計劃，為清洗工作提供理論依據，此辦法可使光伏板的經濟性得到極大改善。

光伏板清潔度；清洗頻次；經濟性改善

0 引言

光伏板在運行過程中除去受設備自身老化等內部條件影響，還會受到塵土及鳥糞等外部因素的影響，從而使光伏板實際太陽光電（PV）曲線下滑，嚴重影響可利用率。據統計，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，由于熱斑效應更容易加劇光伏板的老化，嚴重影響其使用壽命［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數據，分析出發電量與光伏板清潔度的關系，制訂合適的清洗計劃，平衡設備可利用率與清洗設備成本，可使設備的經濟性得到優化。因此，如何采集、分析數據成為制訂此計劃的關鍵。

1 數據采集

以內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。所處自然環境為丘陵地形，地表主要由低液限粉土及風積沙堆積而成，底部由砂巖及玄武巖組成。年均風速為5m／s，主風向為西北風，年平均降水量為379mm，海拔為1 417m，植被覆蓋率為80%。數據采集時間為2013年3月至2014年5月，期間光伏上網電價為1元／（kW·h），清洗光伏板市場價為0.5元／塊。

表1 清洗光伏板前、后電量及相關數據部分統計

試驗選取光伏電站某方陣發電量較平均的2臺逆變器，表1為試驗期間逆變器發電量及相關數據部分統計，表中：Wx為試驗逆變器日發電量；Wy為參考逆變器日發電量；S＝（Wx-Wy）／Wx×100%，此值能直觀體現隨著時間的變化，光伏板清潔度的變化趨勢；Wa為統計期間試驗逆變器日平均發電量；Wz為發電量一定時，逆變器由于清洗而多產生的出力，Wz＝SWa。2臺逆變器所處地理位置相同，受鳥類影響基本一致，接帶匯流箱數量及光伏板數量相同，試驗期間天氣情況以晴、多云為主，無沙塵、降雨天氣。

為直觀體現合理選擇清洗頻次帶來的經濟效益，假設從未清洗的光伏板挽回電量損失為0 kW·h，挽回經濟損失為0元。將表1中數據折算成經濟效益，得出挽回損失、收回成本時間2個重要參數。表2為清洗光伏板后挽回的經濟損失（表2中數據折算至10MW容量光伏電站）。

2 數據分析

對采集數據進行分析發現：在光伏板清洗后5 d內收益最大，但同時收益率下滑也較快；從第6天起，效益幾乎是以50元／d的速度下降。利用表2中數據繪制曲線，如圖1所示。

同時可得出光伏板清理后，累計天數與收益的數學模型：

式中：y為清洗后光伏板收益；t為清洗后累計天數，t≥6。

圖1 清洗光伏板后產生的效益與累計天數趨勢

從圖1可以看出：（1）光伏板清洗后在較短時間內收益明顯；（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 結束語

由于各光伏電站所處區域、自然環境等客觀條件不同，硬性制定具體清洗周期顯然不科學，如遇沙塵、降雨等對試驗結果影響較大因素出現時，根據影響程度可適當縮短或延長清洗周期，建議光伏電站參考上述數據采集及分析方法進行統計建模，科學尋求最佳清洗周期，提高設備經濟性。

（本文責編：弋洋）

TM 615

B

1674-1951（2015）08-0074-02

趙紅波（1986—），男，內蒙古包頭人，助理工程師，從事發電企業節能評估工作（E-mail：940650447＠qq.com）。

2014-11-19；

2015-07-06

杜曉娟（1988—）女，內蒙古烏蘭察布人，助理工程師，從事發電企業工程預算工作。