光伏组件清洁工作对光伏发电成本的经济性分析
2015-12-02杨若朴
陈 利 杨若朴
1.合肥金太阳能源科技股份有限公司 安徽 合肥 230088
2.华北电力大学电力系 河北 保定 071000
0 引言
太阳能因具有取之不尽、用之不竭、没有污染、没有消耗、没有任何有害物质的排放等优点,因而得到广泛应用和大力推广,是最为洁净的清洁、环保、绿色能源。太阳能光伏产品具有安全可靠、无噪声、无污染,无机械转动部件,故障率低,维护简便,可以无人值守,建站周期短,规模大小随意,无需架设输电线路,可以方便地与建筑物相结合等许多优点。但是,由于气候、环境等因素的影响,导致太阳能组件表面容易积灰,而“灰尘”是影响太阳能光伏发电系统效率的一个重要的因素,多晴少雨的天气有利于光伏发电,但随之而来的影响是组件表面积灰多,因此必须对太阳能组件进行定期的清洁。
然而,清洁光伏组件需要消耗人工以及用水费用等,本文欲通过对同类清洁和未清洁光伏组件发电成本的经济性对比分析比较,来确定合肥地区光伏组件清洗的最佳周期。
1 晶澳光伏电站运行概况
晶澳电站位于安徽省合肥市高新区晶澳公司厂区内,合肥地区属亚热带季风气候条件,四季分明,气候温和,雨量适中。春秋冬季雨水较少,夏季天气炎热、雨量集中,降水强度大,雨量主要集中在5~6月的梅雨季节。根据多年光伏电站运行经验,全年最大发电小时达1090h,辐照度最大时接近1000W/m2,发电最好时机一般在6~9月份。为不影响发电量,保洁工作一般在春秋季进行。
晶澳电站装机容量为8.26875MWp,太阳能组件数量33620块,组件大部分采取平铺安装方式(钢结构屋面),只有少量的混凝土屋面安装角度为11度。对于平铺安装的组件,即使下雨过后,组件表面仍残留灰尘,影响组件发电效率。图1和图2分别为今年10月平铺电站组件积灰情况以及清洗保洁后的情况。
图1 组件积灰情况
图2 组件清洗后效果
2 光伏组件清洁前后数据分析
晶澳电站共两期分别安装了容量为1.4016MWp(以后简称:晶澳 1)和 8.26875MWp(以后简称:晶澳2)的光伏电站,同一厂区在辐照度上趋于相同,取晶澳1和晶澳2为对比样本,分析组件清洁效果。
组件清洗时间为:10月10日开始清洗,10月18日清洗完成。清洗后至10月31日首次下小雨,下雨之后对组件的清洁度有影响,所以对比的时间段取10月1日至10月30日。对比指标为日等效发电小时(日等效发电小时=日发电量/装机容量),等效小时差=晶澳2子站日等效发电小时-晶澳1子站日等效发电小时,数据如下表1所示。
晶澳1与晶澳2等效发电小时折线图、晶澳2与晶澳1等效小时差值折线图如图3。
图3 晶澳1与晶澳2等效发电小时对比折线图
表1 光伏组件清洗前后每天等效小时数对比
由表1及图3得到晶澳2与晶澳1等效发电小时平均差值,见表2。
表2 晶澳2与晶澳1等效发电小时平均差值
由表2可以看出,清洗前晶澳1与晶澳2的效率大致相等,从10月10日,清洗组件开始,晶澳2的发电效率开始明显高于晶澳1。随着清洗组件的增多至完成,效率逐渐增大,同时,随着清洗后时间的延长,由于合肥地区的环境污染,其等效发电小时差值在逐渐缩小。
3 组件清洁后经济效益分析
晶澳2子站清洗组件所提高的发电量(D)=提高等效小时 (H)×子站装机容量,具体结果如表3所示。
表3 晶澳2光伏电站组件清洗所提高的发电量D
清洗组件后,至10月31日下雨前共提高发电量为25520kWh。电价按0.68元/kWh,清洗组件增加的收益为25520×0.68=17353.6元。
本次组件清洗的费用计算如下: (1)人工费用:组件33620块,组件表面积为54968.7m2,人工费 0.24428元/m2, 清洗费用为:54968.7×0.24428=13427.6元。
(2)消耗水费:消耗水量约为2100吨,水费用为:2100×2.65=5565 元。
(3)清洗组件收益为:17353.6-13427.6-5565=-1639(元)。
4 结论
通过以上分析可知,本次保洁明显提高了组件发电量(57398.7kWh),但保洁过程中也发生了一些费用,致使近半个月产生的经济价值相比发生费用为负盈利1639元。
从十一月份近几日的发电数据看,晶澳2子站保洁后仍在提高发电效率,明显高于合肥金太阳能源科技股份有限公司未保洁的美芝、日立、东风机电等平铺电站,11月2日发电数据如下表4如示。
表4 清洗后的第15天与合肥地区其他光伏电站日等效发电小时比较
因此,保洁工作总体上是盈利的,另外,及时清理组件上的积灰也有利于提高组件的使用寿命。通过光伏组件清洁工作分析,也为我们后期保洁工作确定合理的周期提供依据。在合肥地区,根据保洁产生的经济效益,对于组件平铺安装的光伏电站在春秋冬季保洁周期宜为两个月一次较为合理。
[1]时剑,潘晓雷,朱晓东等.光伏组件表面积尘及立杆阴影对电站发电功率影响的测试分析 [J].太阳能,2010,(9):39-41.
[2]岑先富.光伏电站组件自动清洁与提高发电量的影响[J].中国科技纵横,2013,(170):199-201.
[3]史君海,孙丽兵,张丽莹.提高并网光伏发电效率分析与建议[J].电力与能源,2013,34(4):402-404.
[4]王锋,张永强,才深.西安城区积灰对分布式光伏电站输出功率的影响分析[J].太阳能,2013,(13):38-41.