2022光伏组件积灰智能监测装置系统研究

新能源光伏发电工程光伏组件积灰智能监测装置研究原创作者：职场人2022年10月目录19422_WPSOffice_Level1（一）光伏组件积灰的影响 5648_WPSOffice_Level21.积灰对光伏组件通光率影响 57961_WPSOffice_Level22.积灰对光伏组件发电效率影响 66076_WPSOffice_Level23.积灰对光伏组件发电效率影响 617598_WPSOffice_Level24.积灰对光伏组件的腐蚀效应 6648_WPSOffice_Level1（二）光伏组件积灰清洁维护情况 713101_WPSOffice_Level21.自然清洗 76383_WPSOffice_Level22.人工清洗 724617_WPSOffice_Level23.组件清洁周期状况 87961_WPSOffice_Level1（三）光伏组件积灰特性分析 915844_WPSOffice_Level21.光伏组件积灰物理特性 929609_WPSOffice_Level22.光伏组件积灰化学特性 1027112_WPSOffice_Level23.其他因素对光伏组件积灰的影响 116076_WPSOffice_Level1（四）光伏组件积灰预警系统解决方案 1217598_WPSOffice_Level1方案一：传感器直接测量法 1213101_WPSOffice_Level1方案二：间接测量方式 136383_WPSOffice_Level1方案三：间接测量+大数据计算模式 14随着能源结构深刻变革，新能源光伏电站发展迅猛。截止2019年全国光伏电站装机容量已达200GW。光伏组件运行状况直接影响发电效益和电网安全。光伏电站在生产运行过程中，组件积灰是影响发电效益和组件损坏的主要因素之一。因此研究光伏组件积灰有重要的实际意义和经济价值。光伏组件积灰主要包括遮效应、温度效应和腐蚀效应，遮效应和温度效应影响发电效应，腐蚀效应还同时影响光伏组件使用寿命。因此光伏组件积灰灰垢达到一定程度后，对光伏电站发电效应和组件寿命影响很大。降低光伏组件积灰灰垢影响，保证组件清洁是光伏电站日常重要的运维工作。目前光伏组件灰垢监测主要采用人工观察方式，主观判断灰垢程度，分析认为对发电效益影响后采用清洁维护工作。并无实际的量化数据和科学依据，存在过度清洁维护和欠清洁维护状态。造成财力和人力资源浪费现象，同时也会发生灰垢程度影响发电效益欠清洁维护事件。本项目研究光伏组件积灰智能监测装置系统，主要是通过传感器装置和大数据的分析模式，用数据量化光伏组件灰垢程度与清洁成本，自动监测组件灰垢程度对发电效益和组件寿命影响，计算人工维护成本，量化分析组件清洁维护区域、周期、人工成本、灰垢度等，科学指导开展组件清洁工作。一、需求分析长期以来随着全球经济的快速发展，能源问题和环境矛盾愈发突出，不可再生能源已无法满足人们的生产生活需求，太阳能作为一种新型的清洁能源得到了广泛应用。阳能光伏发电发电过程中零排放、无污染、永不衰竭并不消耗水资源优点，被认为是未来最具发展前景的能源。目前，我国的大型光伏电站大都兴建在干旱少雨、日光照射强烈的西北荒漠地区，环境恶劣，运行环境复杂，太阳能电池板表面易积聚灰尘，严重影响发电效率，更有甚者能够形成诸如热斑效应对光伏造成不可逆的损坏，因此，保证太阳能电池板清洁度作尤为重要。根据有关实验研究证明，光伏组件积灰影响发电量达到5%-10%，西北高海拔地区更为严重。研究光伏组件积灰问题，一直是新能源光伏发电的重要课题。积灰长期附着于工作的光伏组件玻璃板表面，灰尘颗粒物阻挡太阳光的辐射，减少了光伏组件的透光率，影响发电能力，同时积灰颗粒物吸收太阳光辐射能，导致光伏玻璃板温度升高产生热斑效应，会使发电效率大大降低，影响光电转换效率；积灰有一定的腐蚀性，它会损坏光伏玻璃板的透光率和支撑结构的稳定性，减少系统寿命。组件清洗会减少表面的积灰，从而降低发电效率的损耗，减少经济的损失。但是何种程度开始清洗却无法确定，清洁会消耗财力和人力资源，清洗越频繁，发电效率虽有提高，清洁费用也同样会上升。为了得到合理的清洗周期，需要评估积灰对发电效率的影响，同时需要找到积灰损失与清洗费用的平衡。科学的清洁周期更有利于光伏电站达到最佳的经济效益，减少能源的损失。光伏组件积灰智能监测装置通过研究光伏组件积灰的灰垢度，量化分析其对发电效应的影响，实现自动预警功能，开展光伏组件科学清洁工作，是提高光伏电站发电效应的重要手段。同时分析保证光伏清洁度维护成本与增加发电效益的平衡关系，避免造成财力和人力资源浪费，指导开展光伏组件清洁工作，避免防止过度清洁维护和欠清洁维护同等重要。通过市场需求分调研，目前光伏电站组件清洁维护工作主要通过人工观察方式，依靠各人主观判断灰垢程度，实施清洁工作，并无科学数据支撑。因此，光伏组件积灰智能监测系统尤为重要，该系统通过科学分析研究，提供量化的分析指标数据，实现智能预警与成本核算功能，科学指导开展光伏组件清洁工作，提升光伏电站发电效益，保证组件运行安全可靠、保障电网安全运行，降低电站运维成本提高经济效益。具备广阔的市场需求。市场规模分析

截止2019年，全国光伏电站装机容量已到200GW,全年新增装机容量30GW,大型集中式光伏电站装机规模18GW,市场光伏组件待清洁达到10亿块。通过市场调研，目前已建成的大型集中式光伏电站基本采用人工观察，主观判断分析后开展清洁方式。存在大量过度清洁和欠清洁状况，无科学的分析数据指导具体的组件清洁工作周期。通过市场调研，急需成熟的光伏组件积灰监测装置，通过监测、预警、建模计算和大数据分析功能，科学的分析和预警组件积灰实际状况，指导光伏电站开展组件清洁工作。因此光伏组件积灰智能监测装置具备广阔的市场规模，市场急寻此类成熟产品。解决方案光伏组件积灰的影响积灰对光伏组件通光率影响在光伏电站实际运行中，附着在光伏组件表面的灰尘阻挡了太阳光的辐射，使一部分太阳光被灰尘吸收产生散射，导致光伏玻璃板的透光率下降，表面接受的有效光照减少，系统输出功率减少。通过实验证明光伏玻璃板进行透过率测量后发现：在灰垢条件相同时，增加光照的强度，光伏玻璃板的透过率没有明显变化。不会增加光伏组件的输出功率。积灰对光伏组件发电效率影响灰尘是颗粒物质，具有重量，大小和腐蚀性等性质，附着在光伏组件表面，导致光伏玻璃板的透光率下降，表面接受的有效光照减少，光电化学反应降低，是影响发电量的主要原因，大量是试验表明，灰垢的严重程度直接与转换率有关，严重程度时，会影响光伏组件总体转换率10%左右，直接影响发电效率。随着堆积的时间越长