集中式光伏电站能效分析

集中式光伏电站能效分析

白明超

国家电投集团承德新能源发电有限公司 河北省承德市 067000

【摘要】随着光伏发电技术全球化发展进程的提速，集中式光伏电站发电效率效也受到广泛关注，本文重点对此类发电中存在设计不完善、能效损失较大、运行维护不足等问题进行分析，并提出了完善的设计方案及措施，通过治理鸟兽影响、加强巡检效率、运用智能监控技术等手段加大维护力度，从量化指标以及设定故障等级角度出发提高光伏电站的运维水平，最大化减少效能损失。

【关键词】光伏电站;电站效能﹔

集中式光伏发电的价格逐年降低，在市场竞争中凸显了强大的竞争力，在能源结构中的占比也大幅提高，但集中式的光伏发电至今仍然存在部分问题。为了提高集中式光伏发电效能，必须要对存在的问题进行深入。

1集中式光伏发电存在的问题

1.1设计不完善

部分集中式光伏电站在设计时具有考虑不完善的缺陷，尤其临近农牧业的发电站并未合理设计光伏组件的类型，对安装形式与具体的安置高度、间距缺乏精确的计算，导致实际运行时受到农牧业的影响，能效有所降低。发电站的选址与方阵的具体排列也很失常出现问题，当选址不当或方阵排列不当时必然会出现发电效能不高的现象。

1.2能效损失较大

光伏发电中为了保持组件表面清洁，清洗组件不可避免。风沙严重的地区无论是自然磨损还是认为清洗都会对光伏组件表面造成磨损。除此之外，光伏电站中匹配组件也会产生损失，电站中任意串联电路都有可能由于组件之间的电流差而产生电流损失，任意并联电路会由于电压差而导致电压损失，据不完全统计此类损失的比例占比超过8%。

1.3维护工作不到位

当前我国大部分光伏电站修建于地形复杂的山区，通常具有较大坡度，因此维护工作具有一定难度。由于经常会有鸟群在组件的大棚周围栖息，有时候鸟粪会使组件表面严重污染形成热斑，使光伏电站受到影响，发电效果降低。

2提高集中式光伏电站效能的措施

2.1完善设计方案

1.为了避免环境对光伏发电效能的影响，需要对发电站设计方案进行完善，以提高其发电效能。当发电站要与农牧业结合建设时应当分析周围种植物的生长特性，并依据特性选择最适合的组件。为了避免效能过度衰减，选择晶硅组件时最好选用单晶硅组件，通过对比分析单晶硅第一年功率维持97%左右，25年后也能维持83%功率，而多晶硅25年后的功率约为80%。

2.光伏组件的安装形式也应当谨慎设计，对其具体高度与间距进行精确地计算以充分满足当地需求。为了获得理想效能，在选址过程中，通常选择地势平坦的区域，当地势平坦的设计需求无法满足时，再选择北高南低区域，而临靠建筑物的电站则需要满足南向需求，同时注意确保光伏组件不受障碍物遮挡。在山区修建的电站应当选择朝南且坡度平缓的山坡。

2.2减少效能损失

为了减少发电中效能损失，可以从组件的安装入手，对光伏组件喷射无机纳米涂层来使组件板面更加平整，透光率大大增加，同时获得更好的自清洁成效。光伏电站拥有充足的光照资源，可以将站内空闲土地最大化利用，进行组件的加装，满足批复容量，有效提升电站效能。还可以从匹配损耗入手，通过减少损耗对发电量进行提高，此类方法需要注意在进行组件更换时需要更换来自同一品牌且型号相同拥有一样电流的组件，使组件衰减尽量保持—致。

2.3提高发电率

为了提高发电效率，方阵排列最佳时机应为当地每日的9: 00—15∶00时段之内，同时方阵的前后确保无障碍物遮挡。电站的高效运行离不开逆变器的选择，在选择逆变器时首要保证性能安全可靠，拥有较高的效率、适用于直流输入电压、具备过压保护功能，优先选择波形畸变频率低，拥有较高的功率因数，最好能够进行数据采集与监控的逆变器。

2.4加大维护力度

可以委托专业运维公司进行除草工作，通过人工割草和割草机的结合作业，使用物理和化学双重方法彻底清楚杂草，抑制再生。鸟粪也会对电站效能造成影响，因此需要合理驱鸟。驱鸟前要对容易发生鸟害的区域进行排查，做好排查工作，绘制风险分布图，对危害供电线路的鸟害进行驱逐可以采用安装驱鸟器，并实施评估驱鸟效果，根据效果对装置进行调整。

巡检工作要依托一定的管理制度进行约束，统一规范巡检的工作流程。该制度可以严格约束对设备进行巡检的专业人员，保障工作质量，避免工作失职。在完善巡检制度过程中，应当明确规定工作人员需要完成的巡检工作并落实其奖惩，确保在发生安全事故或过度效能损耗后能够找到具体的责任人承担相应的责任，只有让工作人员了解其工作的重要性并将责任落实到具体的个人身上，才能够保证巡检工作事无遗漏。

智能监控是当前电站运维过程中较为普遍的巡检模式，利用智能监控系统对发电站中运行的各项机电设备实施全方位的监控，逐—排查安全隐患，必要紧急情况可以发出预警，充分降低出现风险的概率。智能监测的技术可以识别设备和系统异常运行的情况并自主分析原因，向电厂运维人员提供相应的数据参数进行防范和排除工作，智能系统有强大的内存储存功能，同类故障再次出现时帮助云维人员进行比对分析，帮助员工迅速进行设备调试与优化，保障光伏机电设备能够平稳并且安全地长期运行。

建立量化指标，通过折算统计期内的发电量，获得满负荷状态下发电时长，劲儿判断光伏电站效能。通过对该指标的对比能够了解光伏电站实际的发电水平。当该指标通过横向对比同区域电站低时，判断电站是否存在运维工作不到位的情况。电站能效低时应当分析电站中设备的可用率与电站整体系统效率，找出指标低的根本原因，对其具体问题进行效能提升。除此之外，还需要量化电站内的功率比作为判断能效高低的核心指标，科学客观的评判电站的效能情况。

3结论

总而言之，集中式光伏发电逐渐在能源发电中崭露头角，为了其获得更好的发展，需要深入探究发电站中维护不足、效率不够高、效能损失较大等问题并通过治理鸟害、加强巡检、智能监控的手段加大维护力度，从建立量化指标以及故障等级分类出发提高电站的运维水平，最大化减少效能损失并提高发电效率.

参考文献：

[1]马三妹. 分布式光伏电站监测及能效分析系统的研究与开发[D].电子科技大学,2021.

[2]曾飞,林志鸿,林荣超,董双丽,刘书强,胡振球,刘仲义.并网光伏电站的发电性能测试研究[J].科技与创新,2018(12):71-75.

[3]李敏. 分布式光伏电站监测及能效分析系统的研究与开发[D].华北电力大学作者简介：白明超，1992.05.03,男，满族,吉林省长春市九台区,大学本科,值班员，助理工程师,研究方向为光伏发电运行维护。

(北京),2016.