一、光伏組件積灰檢測系統概述

太陽能(neng)組件(jian)玻璃上(shang)的污(wu)染物(wu)是快速影響光(guang)伏(fu)電站(zhan)的主要問題之一，會(hui)降低(di)發電效率和性價(jia)比(bi)。灰(hui)塵(chen)污(wu)染會(hui)大幅(fu)降低(di)光(guang)伏(fu)電站(zhan)發電量,估計每(mei)年至(zhi)少在(zai)5%以上(shang)。采(cai)用藍光污染物光閉環測量(OMBP)技術,可以(yi)很容易(yi)安(an)裝到新建或(huo)現有的(de)光(guang)伏陣(zhen)列(lie)中(zhong)，并集(ji)成(cheng)到電站管理系統中(zhong)。該裝置安(an)裝在光(guang)伏板的(de)框架上。通(tong)過連續測量(liang)玻璃(li)上污染(ran)物帶來的(de)傳輸損耗，從而計算出(chu)陽(yang)光(guang)到達(da)太陽(yang)能(neng)組件的(de)減少量(liang)。

通(tong)過測量污(wu)染(ran)物的(de)比(bi)例(SR)，實時(shi)轉化為發電量的(de)(de)損失。這使(shi)運維(wei)人員知(zhi)道(dao)污染物何時(shi)達(da)到臨界(jie)點，并且(qie)已經有必要開始(shi)清(qing)洗程序。該產(chan)品不需要維(wei)護，只需在清(qing)洗周圍組(zu)件時(shi)以同樣的(de)(de)方式進行(xing)清(qing)洗。

因為大型光伏電站在整個園區中有不同(tong)的污染率，所以IEC 61724-1標(biao)準(zhun)中要(yao)求(qiu)多點測量。與(yu)傳統系統相比，在(zai)采購成本、安裝和維護成本要(yao)低得多，這使得它更加(jia)經濟，因此可以在(zai)需要(yao)的(de)時間和地點計劃進行清理。

二、灰塵對光(guang)伏發電的(de)影響

大(da)家都知道灰(hui)塵覆(fu)蓋在(zai)組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)上，形成(cheng)遮擋現象，直(zhi)接導(dao)致組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)功率輸出下降，而(er)且灰(hui)塵長期粘附對(dui)組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)具有一(yi)(yi)定的腐蝕作用。同(tong)時(shi)，灰(hui)塵一(yi)(yi)直(zhi)存在(zai)會(hui)(hui)造成(cheng)組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)的熱(re)斑，進一(yi)(yi)步降低(di)組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)的輸出功率，甚(shen)至(zhi)影響(xiang)組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)的壽命(ming)。并且熱(re)斑效應(ying)對(dui)于組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)來(lai)說是不可(ke)逆的，一(yi)(yi)旦出現沒(mei)有彌補的手段，只能選(xuan)擇更換組(zu)(zu)件(jian)(jian)(jian)。否則會(hui)(hui)影響(xiang)發電(dian)量，還有可(ke)能給電(dian)站帶來(lai)安全隱(yin)患。

國(guo)內外(wai)多個(ge)調(diao)查機構(gou)針對(dui)灰塵影響光伏系(xi)統功(gong)率(lv)衰減進行研究，得出數據(ju)如(ru)圖1所示。

從上(shang)圖可以看出我國光伏(fu)系統輸出功(gong)率受灰(hui)塵影響平均約20%左(zuo)右(you)。

灰塵對(dui)光伏發電(dian)的(de)影響主要歸結為(wei)以下三(san)個方面：

1、溫度影響

目前光伏電站較多使用(yong)硅基太陽(yang)電池組件,該組(zu)件對溫度十分(fen)敏感,隨灰塵在組件表面的積累,增(zeng)大了光(guang)伏組(zu)件的傳熱(re)熱(re)阻,成為光伏組件上的隔熱層(ceng),影響(xiang)其散熱(re)。

研究表明太陽(yang)能電池溫度(du)上升1℃,輸出(chu)功率約下(xia)降0.5%。且電池組件在(zai)長久陽(yang)光照(zhao)射下(xia),被遮蓋(gai)(gai)的部分升溫速度遠大(da)于未被遮蓋(gai)(gai)部分,致使溫(wen)度過高出現燒壞的暗斑。

正常照度情(qing)況下,被遮蓋部分電(dian)池板(ban)會(hui)由發電(dian)單元變(bian)為耗電(dian)單元,被(bei)遮(zhe)蔽(bi)的光伏(fu)電(dian)池會(hui)變(bian)成不發電(dian)的負載電(dian)阻,消耗相連電池產生的電力,即(ji)發熱(re),這(zhe)就是熱斑(ban)效應(ying)。此(ci)過(guo)程會加劇電池(chi)板老化,減少出力,嚴重時會引起組件燒(shao)毀。

2、遮(zhe)擋影響

灰塵附著(zhu)在電池板表面,會對光線產(chan)生遮擋(dang),吸收和反射(she)等作(zuo)用,其(qi)中(zhong)最主要是對光的遮擋(dang)作用(yong)。灰塵(chen)顆(ke)粒對光的反(fan)射吸收和遮擋(dang)作用(yong),影響光(guang)伏(fu)電池板(ban)對光(guang)的吸收,從而(er)影響光伏發電效率。

有(you)研究指出灰塵沉(chen)積(ji)在電池板組件受光面,首先會(hui)使(shi)電池板表面透光率下降;其次會使部分光線(xian)的(de)入射角度(du)發生改變,造(zao)成光線在(zai)玻璃蓋(gai)板中不均勻傳播。

有研究顯示(shi)在(zai)相同(tong)條件(jian)下,清(qing)潔的電(dian)池(chi)板組件與積灰組件相比,其輸(shu)出功率要高出至少5%,且(qie)積(ji)灰量越(yue)高,組件輸出性能下降越大。

3、腐蝕影響

光(guang)伏面板(ban)表(biao)面大多(duo)為玻璃(li)材質,玻璃的主要成分是二氧化硅(gui)和石(shi)灰石(shi)等,當濕潤(run)的酸性(xing)或堿(jian)性(xing)灰塵(chen)附在玻璃蓋板表面時(shi),玻璃蓋板(ban)成分(fen)物質都能(neng)與酸或堿反應(ying)。

隨著(zhu)玻璃在酸性(xing)或堿性(xing)環境(jing)里的時間增(zeng)長,玻(bo)璃表面就會慢(man)慢(man)被侵蝕(shi),從而在表面形成坑坑洼洼的現象(xiang),導(dao)致光線在蓋板表面形成漫反射,在(zai)玻璃(li)中的傳(chuan)播均勻性受到破(po)壞,光伏組(zu)件蓋板(ban)越粗糙,折射光(guang)的能量越小,實際到(dao)達光伏電(dian)池(chi)表面的能量減小,導致(zhi)光伏電池發電量減小。并且粗糙的(de)(de)、帶有粘合性(xing)殘留(liu)物的(de)(de)黏滯表(biao)面比(bi)更光滑的(de)(de)表(biao)面更容(rong)易積累灰(hui)塵(chen)。而且灰(hui)塵(chen)本身也會吸附灰(hui)塵(chen),一旦有(you)了初始灰塵存(cun)在,就會導(dao)致更(geng)多的(de)灰塵累(lei)積,加速(su)了光伏電池(chi)發電量的衰減。

三、光伏組件積灰檢測系統特點

1、實(shi)時數(shu)據監測：可(ke)采集、分析(xi)污染比(bi)、潔凈(jing)比(bi)、灰(hui)塵厚度、背(bei)板溫度四(si)類數(shu)據，污染比(bi)與(yu)潔凈(jing)比(bi)采用(yong)雙探頭(tou)

均值數(shu)據計算(suan)模式，保證(zheng)數(shu)據精準可靠。

2、科技型(xing)采(cai)集儀：灰塵環境(jing)數據采(cai)集儀采(cai)用新一代32位MCU處理器(qi)，板載集(ji)成高(gao)精度4G、Bluetooth數(shu)字芯(xin)片,可使采集數(shu)據通(tong)過有線或者無線方式發送到數(shu)據監測平臺。

3、創新(xin)藍光(guang)技術：采用全新(xin)一(yi)代藍光(guang)污染物光(guang)閉環測(ce)量(OMBP)技術，可有效保證(zheng)高精度灰塵數據(ju)探測，并有效防止太陽光照射對(dui)光路(lu)閉環(huan)采集數據(ju)的干擾。可以(yi)在全(quan)天候狀(zhuang)態(tai)下(xia)長期使(shi)用，優(you)于(yu)《IEC 61724-1標準》中要求的每(mei)天11-13點(dian)只(zhi)能(neng)三(san)小時有效(xiao)監(jian)測的規定。

4、智慧電站清(qing)潔：內置(zhi)全新(xin)一代物(wu)聯(lian)網管控(kong)(kong)模塊，具(ju)有(you)四(si)種控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)模式(shi)：常(chang)開常(chang)閉(bi)、循(xun)環控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、時(shi)間控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)、人(ren)(ren)工(gong)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)。根(gen)據(ju)設定污染(ran)閥值和控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)模式(shi)，可以聯(lian)動清(qing)潔機(ji)器人(ren)(ren)或物(wu)聯(lian)管控(kong)(kong)設備自動清(qing)潔電池板灰(hui)塵，保(bao)證光伏(fu)電站高效率發電需要。

5、準(zhun)確度自(zi)校(xiao)準(zhun)：設備上集(ji)成有(you)一鍵準(zhun)確度自(zi)校(xiao)準(zhun)按鍵，根據不同的應用(yong)環境和不同的使用(yong)時(shi)間，設備的采集(ji)準(zhun)確度會有(you)所下降。通過自(zi)校(xiao)準(zhun)按鍵可以自(zi)動對(dui)藍(lan)光監測電路進行重新校(xiao)準(zhun)，保證數據觀測精(jing)準(zhun)可靠。

6、綠色電源管(guan)理：本數(shu)據采集儀可(ke)以采用AC220V和DC12V兩種供(gong)(gong)電(dian)(dian)模式(shi)。并(bing)在(zai)內部集成了新一代綠色電(dian)(dian)源(yuan)管理模塊實現交流與直流供(gong)(gong)電(dian)(dian)智能切換。

四(si)、技術指標(biao)