山东昊华至能光伏电站电站安装导水排泥夹案例分析

山东昊华至能光伏电站电站安装导水排泥夹案例分析

胡红阳 ,刘磊 ,王宇

国家电投集团沧州新能源发电有限公司  河北沧州  061000

一、光伏组件下沿积水会造成什么影响？

1.1、光伏组件下沿会产生泥带

造成组件下端积灰、泥带的原因很简单，因为下雨或是对组件表面进行清洗维护，组件表面冲刷了积灰的污水会沿组件向下端流动，而由于组件边框比玻璃会高出1-2毫米，总有部分积水无法越过边框。积水晒干或风干后，里面的灰尘就会结在表面，很难被冲刷掉，日积月累形成泥带。由于泥带和玻璃表面又形成高度差，在下次降雨时积水区域会更大，脏污区域会不断变大。对于倾角低的阵列或是屋顶电站，泥带更为明显。

1.2、会降低组件的发电量

组件下沿泥带通过遮挡了入射光线，该区域电池片发电量将明显减少。由于组件中的电池片纵向是串联的，受影响的电池片将直接导致该串电池片电流、电压的整体下降，从而影响了整串、整块组件，进而整个串联阵列的组件功率和发电量。

1.3、会造成局部热斑、严重会引起火灾

由于组件下沿泥带遮挡入射光，该区域的电流明显小于其他非泥带区域，造成泥带区域的热斑效应，而热斑效应轻则影响电池寿命，重则造成局部温度过高并最终导致火灾。

1.4、会形成彩虹纹

一般组件正面玻璃都会采用AR减反镀膜玻璃。由于组件下沿泥带的形成，造成的热斑效应让局部玻璃温度升高，同时泥带中的杂质和玻璃中的钠盐在高温下对镀膜形成损伤，肉眼会看到无法恢复的“彩虹纹”，即便将泥带冲洗干净，该区域的光透射率也会衰减。

二、此问题通常的解决方案。

2.1、增大组件的安装倾角

增大安装倾角可以让组件下沿不易积水，组件表面的积水、积油更容易流出。然而在平铺的彩钢瓦上很难实现，很多屋顶、以及南方地区的地面电站组件的倾角都相对较小，甚至小于3度，增大倾角很难实现。

2.2、在组件边框上开槽

这种办法对在边角上开槽，可以让水更容易流出组件边缘，对减少积水、积油和积灰很有帮助。但是开槽后必然影响到边框的强度，进而影响组件的机械载荷，如果业主自行开槽，就得不到组件厂的质保。而组件重新做认证或许要用更强更高成本的边框。靠角上开槽解决整条下沿边框的积灰会对整个组件的设计尤其是会对层压件封装带来更高的要求。

2.3、人工清洗

根据不同地区不同项目的实际情况，泥带的形成周期不同，周边灰尘污染严重程度不同。风沙大降水少的区域，泥水带形成很快。根据泥带的形成周期，及时进行监测和清洗，是一个有效的办法。一般情况下，组件人工清洗方式是根据大数据分析、投入产出计算出最佳时间点，如果时间未到，组件的泥带影响会持续存在，但即使清洗完整个光伏区以后，随着时间的积累，一般一场小雨、中雨或者露水较多的情况下，组件表面又会产生泥带，大气质量越差、灰尘越多的地方，泥带形成的速度越快，泥带如此反反复复，人工清洗不能从根本上解决问题，只会增加人力和成本。

以上方法都是由于技术、成本、区域限制等问题无法得到很好的推广。现我司根据现有技术，研发出一款小工具，在原有的光伏组件上，安装一个小小的导水扣即能解决光伏组件积灰的问题。

2.4、安装光伏组件导水排泥夹

安装导水排泥夹，是我们在多年的电站运维清扫中产生的一个小小的创新，一种无需运维的光伏组件自动排水的一个小扣子。只需将一个小零件安装在光伏组件上，并未对组件安装做多大的调整，也不需要太大的成本，困扰多年的组件积水、积灰的问题就能轻松解决。

三、安装导水排泥夹的原理。

 导水排泥夹的原理是：光伏组件导水排泥夹安装在组件下沿边框处，通过高分子材料的亲水性基团，破坏积水区表面的水面张力，将下沿边框处的水、有机物和灰尘在水积聚的过程中及时地引导其翻越边框而流出，从源头上（在积水形成阶段）解决了组件下沿边框处的积水、积油和积尘问题。

四、安装导水排泥夹的对比实验。

  我司对山东昊华至能光伏电站（屋面光伏）进行的实证试验中，研究人员选取了4MW-S7HL1汇流箱1支路和2支路进行对比试验。对1支路进行清洗且安装导水排泥夹，2支路只清洗不安装导水排泥夹。经过长时间观察：从观感上，支路1与支路2光伏板底部积尘情况出现较大差距。从电流上看，在2月22日起10日内电流提升率为5.17%，20日内电流提升率为5.45%，30日内电流提升率为4.78%，37日内电流提升率为4.79%，平均电流提升率为5.05%。

4.1现场图例：

4.1.1、2022年2月22日晚，寿光侯镇附近出现降水。

安装导水排泥夹的支路情况良好。            未安装导水排泥夹的支路泥带明显

五、 

4.1.2、2022年3月13日晚，寿光侯镇附近出现降水。

安装导水排泥夹的支路情况良好。                未安装导水排泥夹的支路泥带明显

4.1.3、2022年4月5日。22天内未出现有效降水，但清晨经常出现雾水。

安装导水排泥夹的支路情况良好。                未安装导水排泥夹的支路泥带明显

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4.2、发电量分析

从上述表格中可以看出：1支路在实验周期内，导水排泥夹发挥其功能，发电量有大幅度提升，平均提升率为10.89%。

4.3、投入分析

现场共安装导水排泥夹126550个，单价为2.38元（包含安装），总投入约301189元，在4个月的时间内多发电量104132度，收益约为104132*0.85=88512.2元（含税），收益是投入的3.4倍。

  附图为发电量提升率

绿色为清洗且安装逆变与清洗未安装逆变发电量提升率，

蓝色为清洗未安装逆变与未清洗未安装逆变发电量提升率