[发明专利]基于经济效应的光伏电站清洗需求估算方法

说明书

本发明涉及一种基于经济效应的光伏电站清洗需求估算方法，根据光伏电站的装机容量、场站经纬度、组件倾角、光伏发电电价、光伏场站日均AQI、场站所处的工业环境和场站所处地区的气候环境等参数确定一年经济效应最好的光伏场站人工清洗次数和最终的灰尘损失。与行业内仅根据经验确定一年的人工清洗次数和时间相比，本发明方法提供了光伏电站清洗具体的次数，具体时间，最终灰尘损失是多少，给光伏电站总体管理提供了重要数据，并提高经济效率。

技术领域

本发明涉及一种光伏电力技术，特别涉及一种基于经济效应的光伏电站清洗需求估算方法。

背景技术

大气灰尘是影响太阳能发电效率的关键因素之一,灰尘污染会大幅降低光伏电站发电量,估计每年至少在5％以上,如按照2020年全球装机量预计将达到500GW左右计算,每年因灰尘降低发电量而造成的经济损失将高达50亿美元。随着电站装机量的不断增长,这一损失会愈发严重—2030年全球装机总量约1400GW时,灰尘造成的经济损失预计将高达130亿美元。

温度影响：目前光伏电站较多使用硅基太阳电池组件,该组件对温度十分敏感,随灰尘在组件表面的积累,增大了光伏组件的传热热阻,成为光伏组件上的隔热层,影响其散热。研究表明太阳能电池温度上升1℃,输出功率约下降0.5％。且电池组件在长久阳光照射下,被遮盖的部分升温速度远大于未被遮盖部分,致使温度过高出现烧坏的暗斑。正常照度情况下,被遮盖部分电池板会由发电单元变为耗电单元,被遮蔽的光伏电池会变成不发电的负载电阻,消耗相连电池产生的电力,即发热,这就是热斑效应。此过程会加剧电池板老化,减少出力,严重时会引起组件烧毁。

遮挡影响：灰尘附着在电池板表面,会对光线产生遮挡,吸收和反射等作用,其中最主要是对光的遮挡作用。灰尘颗粒对光的反射吸收和遮挡作用,影响光伏电池板对光的吸收,从而影响光伏发电效率。研究指出灰尘沉积在电池板组件受光面,首先会使电池板表面透光率下降；其次会使部分光线的入射角度发生改变,造成光线在玻璃盖板中不均匀传播。有研究显示在相同条件下,清洁的电池板组件与积灰组件相比,其输出功率要高出至少5％,且积灰量越高,组件输出性能下降越大。

腐蚀影响：光伏面板表面大多为玻璃材质,玻璃的主要成分是二氧化硅和石灰石等,当湿润的酸性或碱性灰尘附在玻璃盖板表面时,玻璃盖板成分物质都能与酸或碱反应。随着玻璃在酸性或碱性环境里的时间增长,玻璃表面就会慢慢被侵蚀,从而在表面形成坑坑洼洼的现象,导致光线在盖板表面形成漫反射,在玻璃中的传播均匀性受到破坏,光伏组件盖板越粗糙,折射光的能量越小,实际到达光伏电池表面的能量减小,导致光伏电池发电量减小。并且粗糙的、带有粘合性残留物的黏滞表面比更光滑的表面更容易积累灰尘。而且灰尘本身也会吸附灰尘,一旦有了初始灰尘存在,就会导致更多的灰尘累积,加速了光伏电池发电量的衰减。

可以看出，灰尘不仅严重影响光伏电站的收益，另外还会给电站带来安全隐患，因此对于灰尘经济有效的清理方法措施刻不容缓。

发明内容

本发明是针对灰尘对光伏发电收益影响及所带来的安全隐患问题，提出了一种基于经济效应的光伏电站清洗需求估算方法，根据光伏电站的装机容量、场站经纬度、组件倾角、光伏发电电价、光伏场站日均AQI、场站所处的工业环境和场站所处地区的气候环境等参数确定一年经济效应最好的光伏场站人工清洗次数和最终的灰尘损失。

本发明的技术方案为：一种基于经济效应的光伏电站清洗需求估算方法，具体步骤如下：

1)根据光伏场站的地理位置，下载该场站典型年气象数据，此气象数据为小时级气象数据，将气象数据代入到PVsyst软件中，根据场站的基本安装信息，得到场站的日级的发电量Pro；同时根据小时级的气象数据得到该场站日级的降雨量R(x)，设定日级降雨量R(x)大于10mm为重大降雨事件；