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分析:影響西部光伏電站“壽命”的五大因素

鉅大LARGE  |  點擊量:1166次  |  2019年08月30日  

應該說各有千秋,在中國西部光伏發電方面起到了非常重要的作用。下面討論的問題主要是影響光伏系統發電和壽命的幾個因素。羅列了五個因素,這五個因素有技術層面的,也有市場層面的問題。


首先是溫度對光伏發電的影響,這個問題大家都有認識,但是沒有引起足夠的重視,有很多發電部門對這個問題至少引起的重視還不夠。實際上在單晶硅和多晶硅的溫度系數都是0.35%~0.45%之間,根據我們的測算,按照這個公式計算的話,一個30瓦的標準板,現在所謂并網的標準板在環境溫度20幾度左右的時候,板溫一般是25度左右,甚至更高一些,這樣每個板上的總值大概接近4伏的電壓,接近10%左右,這個數字還是比較大的,就是在中午十分。


第二是粉塵對光伏發電的影響,中國西部是經常遭受沙塵襲擾的地區,我們在蘭州附近做過實驗,即便是在晴朗的天空,沒有沙塵暴的天氣,將近20幾天的時間,光伏板上自然的降塵就影響發電的15%~20%,這個影響還是比較大的。在沙塵天氣一場沙塵就影響到30%、40%,粉塵對光伏電池板發電的影響是重大的影響。、


光伏的板子都是平面的,影響的都是透光,這是清潔的板子,這個是有粉塵的板子。最近有人關注熱發電,熱發電是反射,粉塵對熱發電的影響比光伏的影響還要大,至少翻一倍,我們的土層,粉塵面都是在玻璃的下面,陽光入射進來,被粉塵遮擋一層,再反射出去還要遮擋一層,影響更大,而且光伏是平板的,光熱是曲面的,我們是嘗試過,都會有同樣的問題。


對太陽電池板的清洗一直是困擾我們光伏發電的一個問題,我們有很多同志可能會講,我們可以用水去沖洗,實際上這個問題在南方不是那么很突出,到了北方,尤其是西北這樣的地區,第一是沒有水,當地水特別缺,第二,即便是有水也是鹽堿水,洗了之后有白色的鹽堿,還不如不洗。


第三,光伏組件效率衰減和壽命。光伏電池長期在陽光下暴曬,其光伏電池性能、封裝材料、蓋板的透光性都受到影響,逐步衰減。大家也知道光伏板子不是永久性的,壽命就是25~30年,這個衰減是什么情況呢?我們做了一些實驗,首先是光伏電池的衰減,然后是組件脫焊,這是我們光伏電池板存在的問題。


這是在西部運行了30年的光伏電站,每一塊板子是45瓦,使用29年后我們做了一個測試,功率下降,最早的原始數據沒有,就是我們只好拿45瓦來說事,這是峰值功率衰減的情況,衰減的情況也不一樣,有的特別嚴重,有的不是特別嚴重,這塊板衰減將近20%,這快板子就稍微好一些。前50天衰減速度還是比較快,在前50~100天衰減比較快,后面的衰減就比較好,一般來說進入一年以后,衰減一般是0.5%~0.8%的情況下。


非晶硅光伏組件效率衰減特別快,一個月就達到15%,后面趨于相對穩定的狀況。這個衰減我們觀察是兩個問題,一個是電池片本身性能衰減,一個是玻璃表面形成了水垢導致玻璃透過的影響,所謂的水垢具體成分是什么,我們也不是很清楚,但是有一點是肯定的,就是沙塵和降雨形成混合物以后,鈣化物重新在玻璃上形成一層鈣化層,鈣化層很難用抹布擦掉,一般都是用鋼絲刷去刷,相對來說比較困難一些。


組件內部的電池脫焊是導致組件徹底報廢的原因,包括在以前光伏電站中也出現這樣的問題,生產廠家焊接的過程當中出現一些偶然的焊接過程中問題,導致在光伏組件運營過程當中,出現一系列的故障,用了若干年以后,比如說像這個焊片,焊的時候可能沒有焊好,再加上光伏組件電流比較大,這個地方就脫焊,最后導致電池報廢。


更多電池組件出現問題的是熱脹冷縮,電池片和電池片之間是用銅帶連在一起的,這個銅帶在西部地區每天進行一次熱脹冷縮,甚至不止一次,白天的時候即便在冬天,白天的溫度也是五六十度,到了晚上是零下二十多幾度,這樣每天的熱脹冷縮,導致太陽電池板位移,使得這個焊帶若干年以后,最短的大概就是三年,這個焊帶就出現斷裂了。斷裂了以后很難發現,這個板子不工作了,你找也找不到原因,你要很仔細的看才能把斷裂的地方找到。


第四,組件串接匹配誤差。我們前期都不做檢測,很相信廠家,由廠家提供光伏組件,有很多的可研報告提供正偏差的光伏組件,實際上有一些無良的組件參差不齊,我們要求是5%、3%,但是實際的比這個大一些。我們知道光伏組件大部分的光伏都是21片,最少的是19片太陽電池板,這里面有一塊電池性能不好,就導致這20片電池輸出性都會受到影響,這個我們叫做木桶效應。


第五是線路損耗。由于光伏發電場地較大,輸電電流較大,線路較長,我們在設計導線的時候,很多設計都是按照安全電流做設計,這個是不合理的,沒有考慮到電路的損耗,這個損耗很大,我看很多設計損耗都在7%~8%,這個是損耗的問題。這個計算是非常簡單的,就是這么一個簡單的東西,只是大家不進行仔細的計算而已。


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