研究灰尘对光伏电站发电量的影响

现在我国绝大部分大型光伏电站都分布在西北地区，而西北地区又是我国沙尘暴比较严重的地区，这也意味着西北地区是我国降尘比较严重的地区。而灰尘对光伏电站发电量的影响至今还没有引起我国科研人员的注意，因为我国的光伏电站的快速发展仅仅始于09年。 　　而灰尘对电站发电量的影响直接决定了投资人的投资回报率。相比而言，国外研究人员则对这方面做了大量的工作，对灰尘对发电量的影响的原理及多种因素都做了研究，而我们普通工作者，尤其是从事电站设计和管理工作的人员最看重的还是灰尘减少光伏电站发电量的具体数值，作者搜集了国外学者发表的一些文章，从中摘取一些数据，希望能给各位做个参考。 　　图1是美国圣地亚哥市的一个光伏电站的灰尘导致的发电量的损失率，在没有降雨的5月15日到8月29日期间，灰尘导致的光伏电站发电量的损失率一直在增加，最高时为22%，这也意味着在8月29日的时候大约有22%的发电量因为降尘而损失掉了。而其它时间有零星的降雨存在，降尘的损失率很小。圣地亚哥市属热带沙漠气候；年降水量240毫米。 　　图2 为位于地中海东岸靠近西亚沙漠的塞浦路斯的某电站降尘对发电量的损失值。从图中可以看出无论单晶硅组件、多晶硅组件还是非晶硅组件，都是随着在外面放置的时间越久，降尘越多，对发电量的减弱作用越强，而非晶硅受到的影响相对其他两个较小。在干旱持续了14周以后，单晶和多晶的发电量的损失率达到了14%左右。 　　图3 为塞浦路斯某电站一次沙尘暴过后测到的电池板的功率损失值。可见损失还是挺大的，都在10%以上了。所以建议电站每次沙尘暴过后都对电池板做一次清洗工作。塞浦路斯属地中海气候，年均降雨量480mm. 　　图4 为美国不同地区光伏电站的年降尘损失率，而且细分了乡村，城郊和城市/机场/高速路旁三个小区，而大部分城市的城市降尘损失率要高于其它两个地区。而最右边的两个地区属于沙漠气候，三者的差别不大，年损失率都在4%左右。而实际上大型光伏电站的降尘损失率要比上面四幅图里的值要高，因为这是数值都是在试验站测得的，而且都是安装在楼顶上，而降尘量是随着地面高度呈递减趋势的，所以如果电池板是安装在地面，则降尘损失率更大。 　　而我国西部地区又是亚洲沙尘暴的发源地，降尘比上图地区的都高，且我国的大型电站都安装在戈壁摊或者沙漠上，植被较少，所以降尘损失率保守估计在5%以上。而一个十兆瓦的光伏电站25年的降尘总损失约为：1.3度/年/瓦*10兆瓦（电站规模）*25年（工作年限）*0.9元/度（上网电价）*5%（降尘损失的效率）=14625000元，约为1462万元。这个数值还是很大的。所以建议光伏电站的管理人员能提高对降尘损失率的重视程度，并做好定期的清洗工作。 　　关于清洗的间隔时间如果给出一个确定值是很不科学的，因为每个地区的情况不一样，一个地区每一月的情况不一样，每一个月每年的情况不一样，传统清洗方法成本高昂，需要设定临界点，甲科数据监控软件实时监控实时发电量与理论发电量，设置清扫临界点预警，帮助用户控制清扫成本，提高发电效率。