灰尘对光伏组件性能影响的研究-王军-solarbe文库

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灰尘对光伏组件性能影响的研究上海安轩自动化科技有限公司目录 1. 灰尘污染现状 2. 灰尘污染运维现状 3. 智能机器人解决方案 4. 关于安轩科技 1. 灰尘污染现状行业分析选址设计设备建设运行维护主要的资金投入主要的投资回收 0.5年 25年 98 由于政策的支持，较为宽松的指标，一直以来光伏行业都在投建电站，对后期运维的重视度不够。上海钢铁厂江苏造船厂河南地面电站浙江机械加工厂江苏电子厂上海化工厂组件的灰尘遮挡灰尘污染现状矿物粉尘金属粉尘自然粉尘有机物粉尘油性粉尘灰尘的分类光伏组件的灰尘污染物分为以下几类灰尘污染现状即风沙、灰尘等自然界粉尘金属颗粒物粉尘，常见于钢厂，长期积累难于清理，并可形成锈蚀在组件玻璃表面；无机矿物粉尘长期堆积与雨水混合可产生板结和钙化，其中的酸性或碱性物质会对组件边框和组件玻璃形成腐蚀；一般见于化工厂，机械加工厂，长期积累与自然粉尘混合，难以清理；常见于木材厂、纺织厂，附着力低，但长期不清理，与雨水和自然粉尘混合会使清理的难度增加。组件积灰如若不进行处理，由于自然环境风、雨、雪的作用，会造成积灰分布不均匀，从而导致热斑的产生，引发安全风险。灰尘堆积引起热斑，造成安全隐患灰尘污染现状灰尘造成组件接受的太阳辐射降低，影响发电效率组件的积灰会对阳光造成遮蔽，导致组件接收到的太阳辐射能量降低带有酸性或碱性的积灰会造成组件玻璃的腐蚀，被腐蚀的玻璃即使没有灰尘遮挡也会造成一部分太阳辐射被反射掉灰尘污染现状灰尘造成组件温度升高，输出功率下降同样的两块电池组件，有灰尘遮挡比无灰尘遮挡的组件温度要高 2℃ ，即使不考虑灰尘遮蔽太阳光造成的功率损失，仅温度升高 2℃ ，有灰尘遮挡的组件比清洁组件功率小 0.6左右灰尘污染现状灰尘影响到底损失多少发电量光伏电站运维现状重庆大学研究人员的对清洗前后组件的效率进行了测试，发现由于灰尘的遮挡，组件清洗后比清洗前转换效率提高了 71.2。灰尘影响到底损失多少发电量光伏电站运维现状数据来源湖北地区某分布式光伏电站灰尘污染现状灰尘影响到底损失多少发电量检查对象状态背板温度 ℃ 辐射 W/m2 STC功率 W 电量损失某组件清洗前 47.98 740 109.92 42.5 某组件清洗后 44.60 899 190.60 2. 灰尘污染运维现状人工清扫运维现状 人身安全江苏某电站，人员从采光板坠落死亡，电站进行整改 8个月， 8个月电站没有发电，造成直接经济损失近 200万元，电站持有方和工厂持有方品牌形象影响严重；运维工作风险高，安全事故频发人工清扫运维现状  踩坏组件现场踩坏组件事情频发，造成组件隐裂；影响电池组件寿命；  破坏屋顶防水上海某电站现场，由于长期在屋顶运维清扫造成防水破坏，造成 1500万元损失 . 巡检不到位，运维难度高 3. 智能机器人解决方案手持式电动清洗设备手持式电动清洗设备采用优质刷盘，由锂电池供电，电机驱动刷盘转动，能够进行高效的清扫作业；同时配备水泵和水管，可从盘刷中间喷水辅助清洗。使用该手持电动清洗设备可根据需要同时进行干洗和水洗。大型清洗车大型清洗车是以卡车为平台，配备机械臂和辊刷，在汽车行进的过程中配合辊刷的转动达到大面积快速清洗组件的效果。智能清洗机器人解决方案喷淋系统类似于绿化的喷淋系统，在电站建设时预先安装水管和喷头，使用时每天定时启动喷淋组件表面，达到冲刷灰尘的目的。镀膜自清洁技术使用特殊的纳米材料在光伏组件的表面生成涂层，利用水与纳米二氧化钛薄膜超强亲和力，形成均匀的水膜，该水膜将玻璃表面附着的灰尘、污垢等与玻璃表面隔离，随着水流的冲刷，将表面灰尘和污垢带走，以实现组件面板的清洗智能清洗机器人解决方案智能清洗机器人安装于组串支架上，安装完成后无需人工介入，每天可定时清扫，并自动归位和充电。高频次的清扫让各种类型粉尘都难以附着在组件上，使组件基本保持无尘状态。智能清洗机器人解决方案清洗方式水源组件损伤风险成本效率清扫频次清扫效果地形适用电站类型手持式电动清洗设备低低低低好无限制所有类型电站大型清洗车高低高低好地面电站平整的地面电站喷淋系统 √ - 高高高良无限制所有类型电站镀膜自清洁技术低中高低无限制所有类型电站智能清洗机器人低中高高好无限制所有类型电站，但对组件排布有要求智能清洗机器人解决方案灰尘污染不同清洗方式对比智能清洗机器人由于出色的清扫效果和清扫频次以及良好的适应性，是中国光伏电站的首选清洗方式。组串间跨越方案  桥接装置支架之间横向桥接，最长可达 1km，最大程度减少设备数量，提高投资回报率  停机架装置满足设备的停放和日常维护，保证设备使用寿命，延长收益时间智能清洗机器人解决方案通过摆渡车机器人可在前后排支架件间移动摆渡车机器人智能清洗机器人解决方案组串间跨越方案智能清洗机器人解决方案组串间跨越方案通过自带太阳能光伏组件和锂电池实现自供电，无需外接电源；采用高性能、高耐候型锂电池， 500次充放电循环，适合户外长期使用。不同型号产品重量 40-50Kg,确保组件安全，对屋顶荷载影响小； 50526061航空级铝合金材料，防腐防锈。拒尘材质毛刷，特殊植毛工艺，反向清扫设计； 0-24m/min清洗速度可调，针对不同环境设置快速清扫或深度清扫；离线、在线、有水、无水多种清扫模式。传感器冗余设计，确保持续运行能力 ; 日本欧姆龙传感器，稳定、可靠 ; 低电量保护、过流保护、远程故障自诊断安全设计。适应 060°安装角度，适应国内固定式组件安装角度； -20℃ 60 ℃ 工作环境温度，适用于全国大部分地区。采用双电机设计，独立行走电机； 20°爬坡能力，越障能力强，适应山地光伏电站条件。自供电系统轻量化设计针对性清扫工艺高可靠性高通行性高耐候性智能清洗机器人解决方案光伏电站无值守运维经济效益分析智能清洗机器人解决方案地面式光伏电站智能运维机器人运维投资收益对比（ 20MW，三类资源区年等效利用小时数 1200，电价按 0.85元 /度，机器人维护成本 5）主要经济指标不同灰尘污染程度轻度中度严重年累计减少发电量损失 5 8 10 年提升发电量（万度） 120 192 240 初始投资（万元） 300 300 300 投资回收期（年） 3.09 1.93 1.53 投资收益率 32.38 51.81 64.76 分布式光伏电站智能运维机器人运维投资收益对比（ 20MW，三类资源区年等效利用小时数 1200，电价按 0.85元 /度，机器人维护成本 5）主要经济指标不同灰尘污染程度轻度中度严重年累计减少发电量损失 5 10 15 年提升发电量（万度） 120 240 360 初始投资（万元） 400 400 400 投资回收期（年） 4.12 2.06 1.37 投资收益率 24.29 48.57 72.86 备注未计算每年节省的清洗费开支。更多的应用场景和解决方案交错桥接，解决平单轴同步角度误差智能清洗机器人解决方案智能清洗机器人解决方案集中管理远程控制一键控制智能诊断和数据分析智能清洗机器人解决方案更智能化机器人推动光伏电站运维的去人工化随着智能清扫机器人的更智能化和更多的扩展性能，智能运维机器人将替代越来越多的人工工作，运维效率会更高。机器人、无人机和智能运维平台的使用将使光伏电站运维人力投入越来越小。智能清洗机器人解决方案 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.00 140.00 2018年 3月份 2018年 4月份 2018年 5月份 2018年 6月份 2018年 7月份 2018年 8月份宿迁渔光互补电站提升 7.38 可研小时数机器人清扫区域实际小时数未清扫区域实际小时数提升比例江苏省宿迁市洋河新区郑楼镇大沟村该项目为渔光互补项目，组件下为鱼塘污染为主要为鸟粪和自然灰尘宿迁 20MW渔光互补项目 7.38 智能清洗机器人清洗效果分析