11月8日,由中國可再生能源學會(產業工作委員會)、上海交通大學(太陽能研究所)、中山大學(太陽能系統研究所)和浙江大學(硅材料國家重點實驗室)共同主辦的《2018第十四屆中國太陽級硅及光伏發電研討會(14thCSPV)》在西安隆重拉開帷幕,應組委會邀請,安軒科技技術總監史稼軒先生出席“分布式光伏+儲能”融合創新分論壇。分論壇圍繞分布式光伏+儲能的最新技術標準、認證規范、政策解讀、投資收益、設備及系統解決方案、應用分享、智能運維,探討“光伏+儲能”融合創新推動平價上網。史稼軒先生發表演講《灰塵對光伏組件性能影響的研究》,深入淺出地闡述了灰塵對光伏電站發電效率的影響,并提出光伏電站灰塵污染解決之道,旨在以智能運維促進光伏行業的發展,推動平價上網。

市場轉變加速“運維后市場”到來

近日,國家能源局召開關于太陽能發展“十三五”規劃中期評估成果座談會,會議上最高層對能源轉型、對光伏行業釋放了積極的信號,明確2022年前光伏都有補貼,有補貼項目和平價上網項目并行,并加快速度出臺政策,給市場穩定預期。平價上網勢必催動著度電成本的下降、發電效率的增長,過去重建設、輕運維的風向將改變,光伏的“運維后市場”到來。

電站收益取決于發電量和上網電價,而運維是影響光伏電站發電量的重要因素。據研究,在影響電站發電量的設計、施工、設備、運維等四個重要因素里,電站運維對發電量影響的占比可以達到60%,而電站的主要投資回收期也在后期運維的25年,因此,運維工作對光伏電站來說尤為重要。


灰塵對光伏組件性能的影響

光伏電站組件的灰塵遮擋成為運維的難題,對于污染嚴重的光伏電站,提升發電量最有效的方法就是清洗組件。

不同種類的灰塵特性不同,因此需要采用不同的清洗方式,才能確保最佳的清洗效果。像金屬顆粒、礦物粉塵、油性粉塵,常見于鋼廠、化工廠,長期積累難于清理,并可形成銹蝕在組件玻璃表面,這樣便需要使用合適的中性清洗液才能夠清除干凈,并且需要保持較高頻率的清掃,才不會使灰塵再次附著在電站上。


▲不同屬性灰塵污染情況

史稼軒提出,組件的積灰會對陽光造成遮蔽,導致組件接收到的太陽輻射能量降低,帶有酸性或堿性的積灰會造成組件玻璃的腐蝕,被腐蝕的玻璃即使沒有灰塵遮擋也會造成一部分太陽輻射被反射掉。重慶大學有關研究人員的對清洗前后組件的效率進行了測試,發現由于灰塵的遮擋,清洗以后的組件比清洗之前的組件轉換效率提高了71.2%。另外,組件積灰如若不進行處理,由于自然環境風、雨、雪的作用,會造成積灰分布不均勻,從而導致熱斑的產生,引發安全風險。熱斑長期存在、溫度過高會造成EVA脫層、背板燒穿等嚴重的安全隱患。

目前解決灰塵污染普遍采用的的方式是人工清洗,對于地面電站,常采用的方式是將卡車加裝水罐,配備高壓水槍,先使用水槍沖洗然后人工擦干。分布式電站則普遍使用手持的清洗設備,在毛刷的旋轉下再加上自帶的水泵抽水可以將組件的污漬清洗干凈,相比于噴水,手持設備的用水量大大降低。但以上兩種方式都存在一個弊端:一次清洗時間比較長,一般一年最多清洗12次,因此在兩次清洗中間的空檔期,灰塵仍然會累積,影響電站發電量,并且每次清洗都需要投入人工,在光伏電站25年的生命周期中,成本太高。且人工清掃工作風險高、難度高,現場踩壞組件事情頻發,容易造成組件隱裂,影響電池組件壽命,運維人員安全問題也無法保證。

智能運維機器人解決方案

光伏電站組件清洗工作難度低,每一塊組件都是重復性的工作,使用智能清掃設備是最佳的解決方案。光伏電站組件排布規律,一致性好,組件間縫隙小,組件邊框可以承受一定的重量,因此組件本身可以作為自動化清洗設備的運行軌道,再配備旋轉的毛刷就可以在行進的同時對組件進行清掃工作。

早在2013年,安軒科技就自主研發出適用于光伏電站的智能運維機器人,并通過不斷的技術創新更新至第五代,有效地解決了電站灰塵污染及運維人員安全問題。

安軒iSUN系列光伏智能運維機器人安裝于組串支架上,安裝完成后無需人工介入,每天可定時進行清掃,并自動歸位和充電。高頻次的清掃讓各種類型粉塵都難以附著在組件上,使組件基本保持無塵狀態。

機器人通過自供電系統,配備獨立物聯網通訊模塊、環境監測系統、彈簧導向輪、特殊定制毛刷,實現對光伏電站高頻次高效率清掃,并主動提示、推送發電設備故障和告警信息,通過運維機器人自帶的無線通訊功能,遠程監測所有機器人運行狀態和運行數據,實現對機器人的遠程控制,從而實現遠程故障診斷、極端天氣自保護、降水聯動清掃等多種智能模式。并通過配備停靠支架,在組串之間安裝橋接提高單個設備利用率。

智能化運維的需求越來越強,光伏電站去人工化運維成為大的趨勢,這是光伏電站精細化運維的一種必然發展趨勢,只有更加智能化,才能降低人工成本,使電站朝著平價上網的方向發展。安軒智能運維機器人目前已服務于近1GW的光伏電站,可提升地面電站平均發電量5%,提升漁光互補電站平局發電量7%,而分布式電站則能達到15%,不論對于業主還是運維公司都實現了更高的盈利,推動了平價上網時代的快速到來。