太阳能电池组件污染的实际成本

维 护 、维 修 的 成本 增加，并可能降低 了 能 源 产量 。 如 果 不 加以 控制 ， 最 初 的 光 伏污染会 导 致 产生的能量减少；特别是长期 积 累 的污垢，如遇潮湿会导致微粒 胶结，鉴于此情况下形成的硬质不 透明层几乎不可能去除，最终会致使 太 阳 能电池组件完全丧失产能。在较 干燥的环境中（降水量通常需要超 过 20 毫升才能影响组件表面的 清 洁），以及在倾斜角度较小的光伏组 件 配 置中，空气污染和污染物积 聚的严重程度会加 剧。 大 部分 电力于正午 时（太阳在天空中 处于最 高点 时 ）在光伏站内产 生，日 出 和日 落时的生产损失最大，虽然这 些 时 刻 仅占当天剩余时间的总产能的 一小部 分，但准确监测颗粒污染可以 为 维 护 计划提供信息，从而降低运行 和维护成本 (O&M)， 并充分发挥太阳 能转换高效生产 时 间 的 潜 能 。 光 伏组件的性能还受到组件温度和辐 照 度变化的影响，致使最初的颗粒污 1 什 么 是 太 阳 能 电 池 组 件 污 染 ？ 太阳能电池组件污染是由空气中的污 染 物和颗粒 物 （如沙 子 、土壤、 盐、鸟 粪 、 花 粉 、雪 、霜）以及不同 类 型 的 尘 埃 颗 粒物 （如 二 氧 化硅、 灰 烬 、 钙和 石 灰石 ） 沉降在光伏组件表面造成 的。 地面上小至 25 微米的微 尘 ， 通过风 吹、 农 业活动、 火山活动、 交 通 运 输 以 及附近人和动物的运动而移 动 。 中东和北非 (the MENA region) 是 粉尘积聚 发生 率最高的地 区 ， 这一问 题 影 响 了 全 球 的 光伏 工业园区，导 致 太阳能电池组件污 染的实际成本 越来越多的太阳能行业报告表明，太阳能电池组件污染所造成的经济 损失和生产损失令人 吃惊 。什 么是太阳能电池组件污染，它的影响有哪些，可以采取什么措施来预防或减少这 种 污染 。 Kipp & Zonen 是如何借助其创新型且具有成本效益的解决方案开拓进 取 的？ 2 3 智囊团 准 确检测污染率的关键 Kipp & Zonen 的 “DustIQ”使用光 学污染测量 (OSM) 技术 ， 通过准确 确 定 光 伏 组件的传输损耗来报告污 染率 。 光学污染测量 (OSM) 需借 助“DustIQ”组件内的两个传感器收 集 的数据 ，这两个传感器诠释了由在 470nm 下运作的蓝色脉冲 LED 和光 电二极管测量的从玻璃罩表面散射回 来的 光 线 。 该 装置 不 需 要 外 部辐照度 来 测 量 表面污垢， 因 此不受太阳位置 或能见度差的天气条件的影响；这种 独 立 的数据收集意味着污染率可以 每时每刻 、全年 365 天向软件管理解 Rilland MG_9640 染 进一步恶化为软硬阴影问 题 。在多 支路配置 中 ， 单个电池或隔 离区内的 软阴影可以通过公用逆变器在其他并 联 支路 中引发电流不平衡。在 单 个支 路 上 ， 光伏阵列隔离区上的硬阴影将 降低支路电 压， 但 与在单个支路上的 软阴影一 样 ， 逆变器将检测并调节降 低电 压 。 然 而 ， 并联阵列中不同支路 上的电压不匹 配 （即 部 分阴影 ） ，意味 着连接 到单个公共逆变器的不同并联 支 路 将 传 送 不 同 电 压 ， 致使调节最佳 电压值以达到 最 大功率这一过程变得 复 杂 且 不可预 测。 如 何 降低 光伏污染的影响 ， 同时提 高 产 能 。 减 少 因光伏组件污染而导致的发电 量 ， 降低产量损失造成的不利影 响， 重要因素是准确收集有关污染率 (SR) 的数 据，并与同类“洁净”组件的 预 期 数据进行比较。详细而准确地监 控 污染率将通过显著减少“停机”时 间 来 确 定计划内和计划外维护的时间 和 成 本 效 益。有效的数据记录和报告 可 使清洁污染的光伏组件的时间更有 效 ， 而 非 依 赖固定的维护计划。 这 种 固 定 维 护计划可能会产生不必要的清 洁 成 本 或 在 纠正不可预测的环境 事件 的 影 响 方面出现延误。优化电厂组件功 能 的 关键在于正确的预防性、纠 正性 的 维 护 策略。 4 在美国，对于 大多数光伏电站设备而 言 ，每 两周甚至每月清洁一次是适合 的清 洁计划。 清 洁 周期如何影响投资回报率 目前大多数大型光伏工业园区都用水 来 进 行循环清洁。通过公路运输供水 产 生 的费用对利益方来说是一笔巨 大的长期成本。使用准确的光学污染 测 量技术来正确识别报告污染率等 级，可以正确 估算用水需求、显著降 低 相 关人员成本。其他清洁系统可 与 “DustIQ”一起使用，以进一步降 低清洁流程的维护成本和生产损失。 结 合 使用光学污染测量技术与其他创 新清洁设备有助于在维持性能 比的同 时 ，较大 限 度 地 从 总 体财务方面考虑 潜 在的产量损失和清洁成本。 沙特阿 拉 伯地区开发的NOMADD 的“无水机械自动除尘装置”，能够 有效应对中东和北非地区的恶劣条 件。全自动系统在阵列的 支撑 结构 下 运行，这意味着面 板 或 框架 上没有负 重 ， 旋转刷的端点通过使用专利级别 的 角 度改 变机制 在任何未对齐的轨道 上漂 移 。 “Ecoppia E4”无水机器人使用微 纤维和调节气流 ,将灰尘颗粒和表 层 污 染 物 移至地面，该系统在一个单独 的框架上运 行，以避免需要对光伏组 件表面施加重量，从而使无水机器人 用于组件和防反射涂层。 另一个有效的解决方案包括使用工 业 水太阳能玻璃清洁剂，如圣戈班集团 开 发的 PV Solar Clean 01 ， 它使 用 高 性 能 分 散 剂 液 体 ,清 除 污 垢、碎片、 鸟 粪、盐、油性残留物和灰尘。该液体 适用于所有水类 型 ，包 括 去 离子水、 市 政自来水，甚至井水，在清洁循环期 间 ， 光伏组件的玻璃表面受到太阳能 DustIQ side ENGIE Solar Chile 决 方 案 传 递 信 息 。这一自给 自 足的 装 置 通过 传 递必 要 信 息 ， 以实 时保持充 分 的 生 产 力， 节 省 时 间， 保证金融投 资和 可行性。 Kipp & Zonen 的“DustIQ”光学污 染 测量技术可被轻松引入现有的光伏 组件园区，当然也可以纳入新光伏电 站筹建的规划阶段。该装置的玻璃和 框 架 制 造与全球安装运行的大多数 光 伏 组件相似，因此，系统兼容性问题 不 会 出 现在安装或维护阶段。 该装置无需特殊维护，只需按照恒定 污染率的数据结果，依据定期和非 定期清洁制度进行清洁。在受当地气 候 条件影响的地方，例如中东和北非 地区，每天清洁光伏组件以保持生产 力可能是最经济可行的方式；在非常 干旱的地区，每天清洁光伏组件可有 效 避 免 因 沙尘暴引发的严重污染而 造 成 能 源生 产的 巨大损失；而在半干 旱地区，可能只需要每周清洁一次。 5 玻璃 清 洁 剂 的 润 滑 作 用，降低 表 面张 力 的保护 。 保持合规性 —— 软件解决方案 清 洁 系统和光学污染测量技术之间的 软 件集成，确保关键任务数据的实时交 付 ， 以 促进清 洁 和维护 周期 的 快速决 策 ， 从而实现高效率。国际电工委员 会 (IEC) 概述了有关设备、方法、监 测 术 语、 光 伏 系 统性能和分析的标 准 ， 特别 是质量 检 查、性能指标和 报 告测 量参数数据采集 的准确性。IEC 61724-1 2017 年规范要求，如果污染 造 成的预计损失超过 2%，则必须测 量 “ A 级 ”光 伏 电站运营商的污染率。 太 阳辐照度、光伏组件温度和组件定 向 指标的污染率检测和数据分析的准 确 性，以及在“DustIQ”光伏监测软 件 中设置清洁提示警报的能力，以上 因 素 确 保 了 整个 光 伏装 置完全符合工 业 标 准 。 提 高 生产率，降低生产成本 Kipp & Zonen 设计的“DustIQ” ， 其 系统 优 势 ，高性价比的组件供应安装， 为 提 高 能源生 产率提供了一个良好 机会， 同时大大提高了投 资 者 和股 东 的 投资回报率。 通 过 使 用 实 时 数 据， 分 析 太 阳 能 组 件 污 染的后果，提供关于降低污染率优 势 的 真 实 案例。 • 减少总产能损失 • 改善 维 护 周 期部 署，特别是先前对 光 伏 污染严重程度的缓慢响应 • 消除不必要的清洁周期的财务投资 • 优 化 运 行 维护成本 • 提高性能比目标 • 防止形成粘合颗粒导致额定功率下 降 • 减少颗粒污染物的沉积 ，延长生产 时 间 www.kippzonen.com/soiling www.kippzonen.com