SSB蓄电池光伏电池板清洁方式对发电效率影响的实验分析
SSB蓄电池光伏电池板清洁方式对发电效率影响的实验分析
本文依据对照试验的办法，开展了一种清洁办法对光伏电池板发电功率影响的研究作业。以天然降水、人工擦洗、机器人清洁和纳米涂层自清洁为目标，挑选相同的测验环境条件，选取多晶硅光伏组件作为试验样品，展开为期3个月的盯梢监测。通过收集并剖析各清洁办法的电池板在不同清洁办法下的输出功率、温度特性及功率衰减值，获得了各组其他定量比较值。通过数据剖析，得出在天然降水清洁办法下，光伏电池板均匀发电功率最大增幅12.3%,机器人清洁办法光伏发电发电量最高；纳米涂层自清洁技术对尘埃很少的区域有必定的改善作用，能节约70%以上的整理人工本钱。
关键词：光伏电池板；清洁办法；发电功率；试验剖析
随着全球动力结构向绿色清洁化方向快速演进，光伏发电作为清洁可再生动力，其装机规模逐年攀升，与此同时，运维问题也接踵而至。现在业界公认的光伏发电站清洗办法首要有两种：天然清洁和人工清洁，人工清洁首要包含传统人工擦洗、机械清洗设备及最近鼓起的机器人清洗、自清洁涂料等办法。各种清洁办法由于其各自具有不同的功能优势，在不同的环境下的运用范围不同，可是对其进行发电量的影响却没有统一规范来评判不同清洗办法的优劣，各发电企业只能凭借以往的经验对光伏发电站进行清洗运维，不能准确有用地判定何种办法是最适合的[1]。为了解决上述难题，需要对不同清洁办法对发电量的影响开展实证研究。
一、试验准备
（一）试验设备与资料
选用12块260W规范相同的多晶硅光伏组件为测验目标，相同出产批次，各个电池片功率差错在±1％之内；试验场地为温带季风气候类型地区，四季分明、降水量分配不均，利用IV曲线测验仪(精度为±0．5％)、辐照度传感器(精度±2％)、背板温度传感器(精度±0．5℃)以及软毛刷、去离子水、光伏清洁机器人(能够自行规划路径并调整压力作业)、纳米疏水自洁涂层(接触角＞150°)等对体系发电参数进行测量。
（二）试验分组规划
将12块光伏组件分为4组各3块平行样，分别是A、B、C、D组，其中A组天然降水组(天然雨水),只用天然雨水进行清洗；B组人为擦洗组(固定时刻)每周固定时刻进行擦试清洁；C组机器人清洁组每两周清洁1次；D组纳米自清洁组配有季度人工辅佐擦洗清洁，所有试验组件均设在当地最适合的倾角为30°而且四周均无遮挡物，组件无自动冷却体系，只靠天然风散热，以更实在的反响光伏板实践作业状况。
（三）数据收集体系
建立LabVIEW渠道数据收集体系，在每5分钟采样时刻窗口内，记载一组光伏组件输出的电压、电流、功率、背板温度等数据，而且收集环境参数(太阳辐照度、环境温度、相对湿度和风速)，定期（一周）用外表取样称重法测定尘埃沉积量(差错在0.1 mg以下)，并用红外热像仪定期拍摄组件外表温度散布图，由此调查尘埃积累引起的热斑效应；将所有的采样数据依照时刻戳的格式进行收拾，而且进行数据异常值处理，保存完好的数据记载。
二、试验过程
（一）清洁方案施行
试验时刻由3月份一直到6月底，时刻周期内有四次的沙尘暴气候和多场降水。B组是人工擦洗组，每周固定人工擦洗一次；擦洗时，选用同一厂家供给的超细软毛刷，用去离子水，从上到下按同一办法单方向擦洗。C组为机器擦洗组，通过APP程序，设置机器擦洗频次为2周擦洗1次，而且擦洗时，装有压力传感器的机械臂确保了擦洗的力度。纳米涂层组(D组)：提前做纳米涂层外表处理，用透明疏水纳米资料涂层，除第8周外每2周辅佐整理一次，其他时段无任何人为干扰。天然降水组(A组):彻底依靠大气天然降水作用进行清洗，试验中呈现过7次有用降水(雨量大于等于5毫米)，可是试验台由于聚光引起本底升高级多种因素，实践清洗状况低于预期的作用。
（二）功能参数监测
每时每刻从日出到日落检测每个光伏组件的IV特性曲线，并记载该期间的最大功率点（Pm）、开路电压（Voc）与短路电流（Isc）等首要指标；同时收集背板温度、环境辐照度数值来换算成标称作业状态下的相对规范功率值（由实测功率转化至STC下功率）；每周定时选用便携式IV测验仪检测以校正在线监测数据；在每次整理之前收集尘埃样本，在组件外表用规范除尘膜划取面积后，烘烤干燥并称重得单位面积积尘量[2]。
（三）异常状况处理
试验期间共发生2次极点气候事件，第四周遇强沙尘暴，马上整理各组之后重新开始记载数据；第十周B组一处连接端子被雨水浸泡，运用吹风机进行晾干处理后正常运行。上述试验数据均在剖析阶段有所标注，并不影响终究定论走向，别的，在试验期间坚持试验区周边植被安稳、无落叶类外源污染添加。
三、试验结果与剖析
（一）发电功率对比
通过三个月的试验周期后，在不同清洁办法下，光伏组件的发电功率相差较大。机器人清洁组（C组），发电功率较高，到达标称功率的95.2%；人工擦洗组（B组）排第二位为93.1%，纳米涂层组（D组）第三位为90.3%，天然降水组（A组）功率最低只要84.9%。由表6可知，各组发电量月衰减率分别为：C组月衰减率为0.32%、B组月衰减率为0.41%、D组月衰减率为0.55%、A组月衰减率为0.78%，可见，C组月衰减率最小。特别气候下（沙尘），C组清洗后的功率几乎能彻底康复到清洗前水平，一般2h之内就能够到达清洗前98%左右。
（二）温度特性剖析
红外热像图表明不同清洁办法造成组件作业的温度散布不同。积尘严峻的A组有较大的温度散布，而且局部热斑温差能够到达12℃，其均匀作业温度较清洁组偏高3～5℃；通过人工擦洗清洁的B组和C组的温度散布相对比较均匀，可是B组由于人工擦洗很难彻底清除纳米涂层外表的细小尘埃颗粒，所以均匀作业温度仍是比C组高出1.2℃左右；而选用纳米涂层的D组，虽然具有较好的防尘作用，在温度较高、湿度较大的状况下，也容易呈现纳米涂层的光学功能下降，从而使得作业温度高于C组约0.8℃。由上述可知，温度升高将会影响半导体器件功能，而且会使封装资料的老化速度加快，在长时刻执役后会构成功率不同的差距。
（三）经济性评估
综合考虑清洁作用与本钱两方面，机器清洁的长处在于：初出资大，但从长远看性价比最高；通过数据可知C组添加发电收益回收机器人购置本钱的时刻为2.3年；而B组人工本钱随清洁频率呈线性增长，在大型电站存在经济性问题；D组纳米涂层减小了清洗频次，可是添加了资料本钱和能否经受的住长时刻的检测，在人工本钱非常大的地方能够运用。别的，机器人打扫的办法也要结合当地的水质状况、尘埃成分等状况，由于不同成分的尘埃会与不同的纳米资料发生反响。