基于电站光伏组件清洁方式及效果的探讨

:【摘 要】在21世纪国家政策的大力扶持下，太阳能作为新型清洁能源广受发电企业的喜爱，但尘埃及污垢对光伏组件的影响已经不是一个新问题了。为了提高光伏组件的可利用率及光热转换效率，本文对西北地区电站光伏组件清洗的必要性、光伏组件的清洗方式、高效节水、清洗注意事项及清洗的经济效益进行了探讨。

1 前言

近年来，在国家日益看重环保的前提下，太阳能作为清洁能源，光伏电站的建设越来越多，由于西北地区植被较少，风沙天气较多，自然环境恶劣因此对光伏组件清洁是维护的重要手段之一。光伏组件是室外设备，在这种自然环境下光伏组件表面的灰尘主要分为沙尘和积垢两类。

2 光伏组件清洗的必要性

一方面光伏组件长时间置于空气中，空气中的尘埃会大量覆盖在光伏组件表面并阻挡了部分太阳辐射量，导致照射到光伏组件表面的有效面积减少；另一方面灰尘会影响光伏组件表面硅晶的透射率，灰尘的沉积浓度越大，面板的透射率越低，其吸收的太阳辐射也越低。光伏组件接受的太阳辐照量减少，光伏发电效率随之下降。

当光伏组件部分面积受到灰尘覆盖时，被覆盖的部分不能正常工作，同时还会阻止热量向外传递，经过长时间的太阳光照射，被覆盖的光伏组件由于热量不能及时向外传递导致其温度会远远大于没有被灰尘覆盖的部分，温度严重过高时光伏组件表面会出现烧坏的热斑，这些烧坏的热斑严重时可导致光伏组件大面积损坏 。

3 光伏组件的清洗方式

目前针对光伏组件清洁有以下清洁方式。

自然清洁。自然清洁就是利用大自然的雨水天气和风力等对光伏组件面板进行除尘，降雨和风力除尘在我国雨水天气较多的南方比较适用，由于西北降雨量少较干旱风资源稀少，所以无法等效实现降雨风力除尘，西北地区光伏组件积尘主要是浮尘，可以依靠风力部分去除浮尘，但也是靠天吃饭不能实效应用。

人工清洁。人工清洁就是通过人力使用常用清洁工具（绒拖把、吹风机、绒抹布），借助这些工具对光伏组件表面进行清洁，清洗人员采用长柄绒拖把配合专用洗尘剂进行清洗，清洗的工作周期按雇佣的工人的比例为4人/天大约能清洗1MW，对于一个20MW的电站来说需要耗时20天，费用约为1.6万元到1.8万元，这种清理方法对小容量的电站且光伏组件积尘较少的电站较适用，对大型光伏电站来说会消耗大量的人力与水源。

高压清洗车清洗。高压清洗车是指犹如城市里的洒水车一样，是将水储存至交通工具的水箱，通过增压泵打压进行吸、排的一个过程，将水输送到高压管路，再通过高压喷嘴喷出低压高流速的水柱，以切向或正向冲击光伏组件来达到除尘的效果，清洗过程中1人驾驶车辆1-2人清洗即可，清洗的工作周期约为2MW/天，所产生的的费用为油料费、人工费、水费及前期购买高压清洗车的费用，一辆高压清洗车的费用大约为15万元，且车辆使用年限较长，这种清洗方式操作简单，也提升了工作效率，适用于大中型电站，但高压清洗车对光伏组件阵列有要求，阵列道路需能使高压清洗车通过。

移动式清洗机清洗。在西北地区，光伏电站一般都位于较为恶劣的自然环境中，灰尘较多且远离水源，大多数光伏电站太阳能板都采用固定式倾角安置。基于以上考虑，现在某些大型企业研制出了车载移动式清洗机该机器清洗效率较高，可以达到人工清洗速度的6～8倍以上。该机器能够有效适应西北部自然环境且节约用水，但是车载移动式清洗机单台售价达高达100万元，使大部分企业避而远之 。

4 清洗注意事项

清洗周期。定期：拟定在每年春季4-5月、秋季8-9月，进行两次集中清洗。现场常驻清洗人员，不间断地开展光伏组件的维护清理。

特殊天气：在冬季降雪较大时或局地沙尘暴对发电量影响较大时，组织施工人员对影响发电的光伏板进行针对性的临时清理。严禁在恶劣天气下进行清洗。

清洗作范围。因自然环境及周围环境会对光伏组件表面造成污染，导致系统发电效率降低，需要不定期的对光伏区组件进行局部或全部清洗。

清洗时间选择。光伏组件清洗工作应选择在清晨、傍晚、夜间或阴天（辐照度低于200W/m2的情况下）进行，严禁选择中午前后或阳光比较强烈的时段进行清洗工作。在早晚清洗时，也要选择在阳光暗弱的时间段内进行。

清洗标准。组件清洗后，用白手套或白纱布擦拭组件表面，无灰尘覆盖及泥渍现象。

清洗过程中安全事项。

1）组件清洗工作人员必须按规定着装，正确穿戴安全帽、安全带、塑胶手套、绝缘胶鞋等安全防护用具，防止踩踏及触电。

2）禁止踩踏光伏组件、导轨支架等光伏系统设备或其它方式借力于组件板和支架。

3）禁止将清洗水喷射到组件接线盒、电缆桥架等设备。

4）可使用柔软洁净的布料擦拭光伏组件，不应使用腐蚀性溶剂或用硬物 擦拭光伏组件。

5)水温和组件的温差不大于 15℃。避免使用化学用品，不宜在组件温度过高或辐照度过强的条件下进行清洗。

6)严禁在恶劣气象条件下进行组件的清洗。

7)注意清洁设备对组件安全的影响：电池片薄而脆，不适当受力极易引起隐裂，降低发电效率。清洁设备对组件的冲击压力必须控制在一定范内。

8)清理时，要避免尖锐硬物划伤电池组件表面，也要避免碰松电池组。

5 光伏组件清洗的经济效益

光伏组件清洗后与清洗前的对比，经济收益显而易见，一方面减少光伏组件故障率，延长使用寿命，另一方面提升光伏组件太阳辐射利用率，将一个20MW的光伏电站数据进行对比，一天时间内，清洗2MW的光伏组件比未清洗2MW的光伏在组件发电量提升在14%左右，因此在选择合适的清洗光伏组件方式下，光伏组建的清洗给电站带来的收益非常可观，这有体现出次维护手段的必要性。

6 小结

在我国光伏发展已初具规模，国家政策支持也能及时到位，为大力发展我国光伏事业奠定了坚实基础。针对现阶段光伏发展所面临的问题，给出以下建议：首先政府要继续为光伏发展提供切实可行政策支持。其次要实现光伏发电装置国产化及自主研发能力，为光伏发电的顺利进行扫清技术障碍。三是要引进技术，因地制宜，结合我国的具体情况针对不同的地区选择与之相适宜的建设规模。