2022光伏組件積灰智能監(jiān)測裝置系統(tǒng)研究

新能源光伏發(fā)電工程光伏組件積灰智能監(jiān)測裝置研究原創(chuàng)作者：職場人2022年10月目錄19422_WPSOffice_Level1（一）光伏組件積灰的影響 5648_WPSOffice_Level21.積灰對光伏組件通光率影響 57961_WPSOffice_Level22.積灰對光伏組件發(fā)電效率影響 66076_WPSOffice_Level23.積灰對光伏組件發(fā)電效率影響 617598_WPSOffice_Level24.積灰對光伏組件的腐蝕效應 6648_WPSOffice_Level1（二）光伏組件積灰清潔維護情況 713101_WPSOffice_Level21.自然清洗 76383_WPSOffice_Level22.人工清洗 724617_WPSOffice_Level23.組件清潔周期狀況 87961_WPSOffice_Level1（三）光伏組件積灰特性分析 915844_WPSOffice_Level21.光伏組件積灰物理特性 929609_WPSOffice_Level22.光伏組件積灰化學特性 1027112_WPSOffice_Level23.其他因素對光伏組件積灰的影響 116076_WPSOffice_Level1（四）光伏組件積灰預警系統(tǒng)解決方案 1217598_WPSOffice_Level1方案一：傳感器直接測量法 1213101_WPSOffice_Level1方案二：間接測量方式 136383_WPSOffice_Level1方案三：間接測量+大數據計算模式 14隨著能源結構深刻變革，新能源光伏電站發(fā)展迅猛。截止2019年全國光伏電站裝機容量已達200GW。光伏組件運行狀況直接影響發(fā)電效益和電網安全。光伏電站在生產運行過程中，組件積灰是影響發(fā)電效益和組件損壞的主要因素之一。因此研究光伏組件積灰有重要的實際意義和經濟價值。光伏組件積灰主要包括遮效應、溫度效應和腐蝕效應，遮效應和溫度效應影響發(fā)電效應，腐蝕效應還同時影響光伏組件使用壽命。因此光伏組件積灰灰垢達到一定程度后，對光伏電站發(fā)電效應和組件壽命影響很大。降低光伏組件積灰灰垢影響，保證組件清潔是光伏電站日常重要的運維工作。目前光伏組件灰垢監(jiān)測主要采用人工觀察方式，主觀判斷灰垢程度，分析認為對發(fā)電效益影響后采用清潔維護工作。并無實際的量化數據和科學依據，存在過度清潔維護和欠清潔維護狀態(tài)。造成財力和人力資源浪費現象，同時也會發(fā)生灰垢程度影響發(fā)電效益欠清潔維護事件。本項目研究光伏組件積灰智能監(jiān)測裝置系統(tǒng)，主要是通過傳感器裝置和大數據的分析模式，用數據量化光伏組件灰垢程度與清潔成本，自動監(jiān)測組件灰垢程度對發(fā)電效益和組件壽命影響，計算人工維護成本，量化分析組件清潔維護區(qū)域、周期、人工成本、灰垢度等，科學指導開展組件清潔工作。一、需求分析長期以來隨著全球經濟的快速發(fā)展，能源問題和環(huán)境矛盾愈發(fā)突出，不可再生能源已無法滿足人們的生產生活需求，太陽能作為一種新型的清潔能源得到了廣泛應用。陽能光伏發(fā)電發(fā)電過程中零排放、無污染、永不衰竭并不消耗水資源優(yōu)點，被認為是未來最具發(fā)展前景的能源。目前，我國的大型光伏電站大都興建在干旱少雨、日光照射強烈的西北荒漠地區(qū)，環(huán)境惡劣，運行環(huán)境復雜，太陽能電池板表面易積聚灰塵，嚴重影響發(fā)電效率，更有甚者能夠形成諸如熱斑效應對光伏造成不可逆的損壞，因此，保證太陽能電池板清潔度作尤為重要。根據有關實驗研究證明，光伏組件積灰影響發(fā)電量達到5%-10%，西北高海拔地區(qū)更為嚴重。研究光伏組件積灰問題，一直是新能源光伏發(fā)電的重要課題。積灰長期附著于工作的光伏組件玻璃板表面，灰塵顆粒物阻擋太陽光的輻射，減少了光伏組件的透光率，影響發(fā)電能力，同時積灰顆粒物吸收太陽光輻射能，導致光伏玻璃板溫度升高產生熱斑效應，會使發(fā)電效率大大降低，影響光電轉換效率；積灰有一定的腐蝕性，它會損壞光伏玻璃板的透光率和支撐結構的穩(wěn)定性，減少系統(tǒng)壽命。組件清洗會減少表面的積灰，從而降低發(fā)電效率的損耗，減少經濟的損失。但是何種程度開始清洗卻無法確定，清潔會消耗財力和人力資源，清洗越頻繁，發(fā)電效率雖有提高，清潔費用也同樣會上升。為了得到合理的清洗周期，需要評估積灰對發(fā)電效率的影響，同時需要找到積灰損失與清洗費用的平衡?？茖W的清潔周期更有利于光伏電站達到最佳的經濟效益，減少能源的損失。光伏組件積灰智能監(jiān)測裝置通過研究光伏組件積灰的灰垢度，量化分析其對發(fā)電效應的影響，實現自動預警功能，開展光伏組件科學清潔工作，是提高光伏電站發(fā)電效應的重要手段。同時分析保證光伏清潔度維護成本與增加發(fā)電效益的平衡關系，避免造成財力和人力資源浪費，指導開展光伏組件清潔工作，避免防止過度清潔維護和欠清潔維護同等重要。通過市場需求分調研，目前光伏電站組件清潔維護工作主要通過人工觀察方式，依靠各人主觀判斷灰垢程度，實施清潔工作，并無科學數據支撐。因此，光伏組件積灰智能監(jiān)測系統(tǒng)尤為重要，該系統(tǒng)通過科學分析研究，提供量化的分析指標數據，實現智能預警與成本核算功能，科學指導開展光伏組件清潔工作，提升光伏電站發(fā)電效益，保證組件運行安全可靠、保障電網安全運行，降低電站運維成本提高經濟效益。具備廣闊的市場需求。市場規(guī)模分析

截止2019年，全國光伏電站裝機容量已到200GW,全年新增裝機容量30GW,大型集中式光伏電站裝機規(guī)模18GW,市場光伏組件待清潔達到10億塊。通過市場調研，目前已建成的大型集中式光伏電站基本采用人工觀察，主觀判斷分析后開展清潔方式。存在大量過度清潔和欠清潔狀況，無科學的分析數據指導具體的組件清潔工作周期。通過市場調研，急需成熟的光伏組件積灰監(jiān)測裝置，通過監(jiān)測、預警、建模計算和大數據分析功能，科學的分析和預警組件積灰實際狀況，指導光伏電站開展組件清潔工作。因此光伏組件積灰智能監(jiān)測裝置具備廣闊的市場規(guī)模，市場急尋此類成熟產品。解決方案光伏組件積灰的影響積灰對光伏組件通光率影響在光伏電站實際運行中，附著在光伏組件表面的灰塵阻擋了太陽光的輻射，使一部分太陽光被灰塵吸收產生散射，導致光伏玻璃板的透光率下降，表面接受的有效光照減少，系統(tǒng)輸出功率減少。通過實驗證明光伏玻璃板進行透過率測量后發(fā)現：在灰垢條件相同時，增加光照的強度，光伏玻璃板的透過率沒有明顯變化。不會增加光伏組件的輸出功率。積灰對光伏組件發(fā)電效率影響灰塵是顆粒物質，具有重量，大小和腐蝕性等性質，附著在光伏組件表面，導致光伏玻璃板的透光率下降，表面接受的有效光照減少，光電化學反應降低，是影響發(fā)電量的主要原因，大量是試驗表明，灰垢的嚴重程度直接與轉換率有關，嚴重程度時，會影響光伏組件總體轉換率10%左右，直接影響發(fā)電效率。隨著堆積的時間越長