浅谈影响光伏电站发电因素及有效应对措施

陈有龙 汪志刚 李世健

（广西智硕投资管理有限公司，广西 蒙山 546700）

广西蒙山县集中式光伏扶贫发电项目是自治区2017年度扶贫开发重点项目，项目位于蒙山县桐油坪工业园区，租赁园区未利用的荒山荒坡地430亩，建设规模为1.6兆瓦，总投资1.65亿元。项目于2018年6月29日实现并网发电，经过3个月的设备调试和试运行，截至2019年9月底止，累计年发电量14615468千瓦时，占项目规划年发电量的90.67%。现就如何进行光伏电站运维，查找影响光伏电站发电因素，采取有效应对措施谈谈自己的一些看法。

一、基本情况

（一）县域基本情况。蒙山县是广西贫困县、革命老区县，国土面积1279平方公里，人口22.4万。全县辖6镇3乡，其中有2个少数民族乡，78个村民委员会和5个社区。2017年底，全县电网覆盖所有行政村和村寨，全社会用电量2.3779亿千瓦，最大用电负荷70.44兆瓦，最小用电负荷3.587兆瓦。

（二）项目实施情况。2016年11月2日，蒙山县人民政府召开县长办公会议，讨论并同意推进蒙山县集中式光伏扶贫发电站项目，确定项目把光伏发电、生态农业和旅游观光结合起来，明确项目实施主体为蒙山县永昇投资有限公司。根据试点项目运行一年的数据转换测算，蒙山县年日照等效利用小时值为1028小时，符合国家对光伏扶贫项目年日照等效满负荷小时不少于900小时的要求。

二、影响光伏电站发电因素及有效应对措施

（一）太阳光照等直接因素。众所周知，光伏电站发电量与低温阴雨天气光照少、高温晴天光照多成正比关系，与光伏设备年衰减率1%有直接关系。

（二）光伏面板积灰因素及应对措施。从微观方面讲，长时间运行的光伏发电系统，面板表面的灰尘具有反射、散射和吸收太阳辐射的作用，可降低太阳的透过率，造成面板接收到的太阳辐射减少，输出功率也随之减少，其作用与灰尘累积厚度成正比。此外，因为灰尘吸收太阳辐射可使光伏面板升温，并且灰尘中含有一些腐蚀性的化学成分，这也使其光能转换效率降低。间接经验表明，在少雨时期，由于面板表面的累积污垢，电池效率损失可达到15%以上，面板表面污垢灰尘造成年平均发电效率可降低6%。一般来说，空气中灰尘污垢包括：灰尘、雨水、污染物，它们的存在会导致电池输出能量的减少。因为灰尘粒子对太阳光向前散射存在较大影响，导致这种集中式模块的电流损失在通常情况下比非集中式的要高很多。同时，光伏面板的其它部位也会受到湿润灰尘的腐蚀，比如结合处、支架等部分，其材料多是各类金属，发生腐蚀后易导致破损、安全性减弱等问题，可能因强风、地震等自然因素遭到破坏而减少光伏面板服役的寿命。

目前有些光伏发电系统不仅依赖于降雨、风等自然作用对光伏面板的积灰进行清除。一些小型光伏电站采用人工清洁的方法，一般用拖把、橡胶刮条或柔软的抹布进行清洗。2019年4月，蒙山县集中式光伏扶贫电站采用这种方法清洗，清洗人工及材料费用约15万元。大中型光伏电站人工清洁难度较大，一般采用机械清洁的方式。若用高压水枪清洗，水经过加压后形成水汽混合物，将光伏面板表面尘土冲洗干净，清洁效果较好，因此被很多光伏电站广泛采用。另外还有机械除尘技术，利用机械化的刷子结合喷水冲洗光伏面板的自动除尘装置等，靠机械力将粉尘扫走。这些方法既要考虑成本，也要从实际出发而选择何种方案。

（三）光伏组件被阴影遮挡因素及应对措施。从客观上讲，阴影是光伏电站最忌讳的问题，设计、安装要注意，后期运维更要注意。常见阴影主要有鸟类粪便、灰尘、树荫、建筑物、落叶残枝等。因此，光伏电站在建设前一定要做好前期勘察工作，选择坡度小于15度的荒山荒坡或滩涂水域，选择合适向阳位置安装光伏组件，尽可能避免在有遮挡(如高压线、栏杆、已有建筑物等）的地方安装组件。据统计，阴影遮挡给系统带来功率损失在10-30%。

（四）光伏组件的热斑损耗因素及应对措施。说起热斑效应，很多人不了解，但它隐藏于光伏组件之中。何谓热斑效应？在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳能电池组件，将被当作负载消耗其有光照的太阳能电池组件所产生的能量，被遮蔽的太阳能电池组件此时会发热，这就是热斑效应。热斑效应在一定程度上严重地破坏了太阳能电池本身，有光照的太阳能电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。再加上长期不及时清理对光伏组件使用寿命也有很大影响，严重情况也是可能引起火灾的源头。光伏电站的热斑效应会直接导致光伏组件使用寿命缩短30%，长此以往可能会造成组件失效。为避免此因素降低光伏组件性能，这就要求施工项目部在施工前做好技术交底工作，施工过程中加强对工程质量的抽查力度，只有这样才能防止此种情况对组件寿命产生的影响。在组件生产端的措施有：控制电池内部的杂质、组件采用并联二级管保护等。在应用端的措施有：采用性能一致性好的电池（或组件），安装时尽量保持组件不被遮挡，上面有污秽时及时清理和打扫等，使光伏系统保持良好的功率输出。

（五）光伏组件受意外损坏及应对措施。道理很简单，光伏组件受意外损坏有其不可预见性，如光伏组件受风、火、冰雹灾害而停止发电，光伏组件内发生故障等造成停发电，为减少经济上的损失，发电企业可参加财产保险。