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分析:影響西部光伏電站“壽命”的五大因素

來(lái)源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2015-12-08 16:06:04
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分析:影響西部光伏電站“壽命”的五大因素應(yīng)該說(shuō)各有千秋,在中國(guó)西部光伏發(fā)電方面起到了非常重要的作用。下面討論的問(wèn)題主要是影響光伏系統(tǒng)發(fā)電和壽命的幾個(gè)因素。羅列了五個(gè)因素,這五個(gè)因素

  應(yīng)該說(shuō)各有千秋,在中國(guó)西部光伏發(fā)電方面起到了非常重要的作用。下面討論的問(wèn)題主要是影響光伏系統(tǒng)發(fā)電和壽命的幾個(gè)因素。羅列了五個(gè)因素,這五個(gè)因素有技術(shù)層面的,也有市場(chǎng)層面的問(wèn)題。

  首先是溫度對(duì)光伏發(fā)電的影響,這個(gè)問(wèn)題大家都有認(rèn)識(shí),但是沒(méi)有引起足夠的重視,有很多發(fā)電部門對(duì)這個(gè)問(wèn)題至少引起的重視還不夠。實(shí)際上在單晶硅和多晶硅的溫度系數(shù)都是0.35%~0.45%之間,根據(jù)我們的測(cè)算,按照這個(gè)公式計(jì)算的話,一個(gè)30瓦的標(biāo)準(zhǔn)板,現(xiàn)在所謂并網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)板在環(huán)境溫度20幾度左右的時(shí)候,板溫一般是25度左右,甚至更高一些,這樣每個(gè)板上的總值大概接近4伏的電壓,接近10%左右,這個(gè)數(shù)字還是比較大的,就是在中午十分。

  第二是粉塵對(duì)光伏發(fā)電的影響,中國(guó)西部是經(jīng)常遭受沙塵襲擾的地區(qū),我們?cè)谔m州附近做過(guò)實(shí)驗(yàn),即便是在晴朗的天空,沒(méi)有沙塵暴的天氣,將近20幾天的時(shí)間,光伏板上自然的降塵就影響發(fā)電的15%~20%,這個(gè)影響還是比較大的。在沙塵天氣一場(chǎng)沙塵就影響到30%、40%,粉塵對(duì)光伏電池板發(fā)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(gè)是有粉塵的板子。最近有人關(guān)注熱發(fā)電,熱發(fā)電是反射,粉塵對(duì)熱發(fā)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(yáng)光入射進(jìn)來(lái),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(guò),都會(huì)有同樣的問(wèn)題。

  對(duì)太陽(yáng)電池板的清洗一直是困擾我們光伏發(fā)電的一個(gè)問(wèn)題,我們有很多同志可能會(huì)講,我們可以用水去沖洗,實(shí)際上這個(gè)問(wèn)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(qū),第一是沒(méi)有水,當(dāng)?shù)厮貏e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(zhǎng)期在陽(yáng)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(gè)衰減是什么情況呢?我們做了一些實(shí)驗(yàn),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(wèn)題。

  這是在西部運(yùn)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(gè)測(cè)試,功率下降,最早的原始數(shù)據(jù)沒(méi)有,就是我們只好拿45瓦來(lái)說(shuō)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(yán)重,有的不是特別嚴(yán)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(lái)說(shuō)進(jìn)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(gè)月就達(dá)到15%,后面趨于相對(duì)穩(wěn)定的狀況。這個(gè)衰減我們觀察是兩個(gè)問(wèn)題,一個(gè)是電池片本身性能衰減,一個(gè)是玻璃表面形成了水垢導(dǎo)致玻璃透過(guò)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(diǎn)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(duì)來(lái)說(shuō)比較困難一些。

  組件內(nèi)部的電池脫焊是導(dǎo)致組件徹底報(bào)廢的原因,包括在以前光伏電站中也出現(xiàn)這樣的問(wèn)題,生產(chǎn)廠家焊接的過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)一些偶然的焊接過(guò)程中問(wèn)題,導(dǎo)致在光伏組件運(yùn)營(yíng)過(guò)程當(dāng)中,出現(xiàn)一系列的故障,用了若干年以后,比如說(shuō)像這個(gè)焊片,焊的時(shí)候可能沒(méi)有焊好,再加上光伏組件電流比較大,這個(gè)地方就脫焊,最后導(dǎo)致電池報(bào)廢。

  更多電池組件出現(xiàn)問(wèn)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(gè)銅帶在西部地區(qū)每天進(jìn)行一次熱脹冷縮,甚至不止一次,白天的時(shí)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(dǎo)致太陽(yáng)電池板位移,使得這個(gè)焊帶若干年以后,最短的大概就是三年,這個(gè)焊帶就出現(xiàn)斷裂了。斷裂了以后很難發(fā)現(xiàn),這個(gè)板子不工作了,你找也找不到原因,你要很仔細(xì)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(cè),很相信廠家,由廠家提供光伏組件,有很多的可研報(bào)告提供正偏差的光伏組件,實(shí)際上有一些無(wú)良的組件參差不齊,我們要求是5%、3%,但是實(shí)際的比這個(gè)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(yáng)電池板,這里面有一塊電池性能不好,就導(dǎo)致這20片電池輸出性都會(huì)受到影響,這個(gè)我們叫做木桶效應(yīng)。

  第五是線路損耗。由于光伏發(fā)電場(chǎng)地較大,輸電電流較大,線路較長(zhǎng),我們?cè)谠O(shè)計(jì)導(dǎo)線的時(shí)候,很多設(shè)計(jì)都是按照安全電流做設(shè)計(jì),這個(gè)是不合理的,沒(méi)有考慮到電路的損耗,這個(gè)損耗很大,我看很多設(shè)計(jì)損耗都在7%~8%,這個(gè)是損耗的問(wèn)題。這個(gè)計(jì)算是非常簡(jiǎn)單的,就是這么一個(gè)簡(jiǎn)單的東西,只是大家不進(jìn)行仔細(xì)的計(jì)算而已。