灰尘遮蔽对光伏组件实测功率影响的研究.doc

1、灰尘遮蔽对光伏组件实测功率影响的研究摘要：采用 230W 光伏组件三块分别放置户外，采用角度为 34 度的支架进行安装，针对光伏组件表面灰尘遮蔽对实测功率影响进行测试。实测数据表明：光伏组件放置在户外一年的时间造成光伏组件功率比实验前下降 39.9%；当采用干抹布将表面浮尘擦除，光伏组件功率比实验前下降 13.56%；当采用清水擦净组件表面，光伏组件功率比实验前下降4.26%；当采用酒精擦拭后，光伏组件功率比实验前下降 3.26%。 关键词：光伏组件表面；灰尘遮蔽；实测功率； Abstract: The 230W PV module three pieces were placed outdo

2、or. The angle of 34 degrees to support installation, the dust on the surface of PV module shielding effect on the measured power test. Measured data shows that: photovoltaic components placed in outdoor a year is caused by power of photovoltaic module 39.9% lower than before the experiment; when the

3、 surface dust with a dry cloth erase, power of photovoltaic module 13.56% lower than before the experiment; when the water clean surfaces, power of photovoltaic module 4.26% lower than before the experiment; when using alcohol wipe, power of photovoltaic module 3.26% lower than before the experiment

4、.Keywords: surface photovoltaic modules; dust shield; the measured power; 中图分类号：TM61 一、引言 随着环境的日益恶化和人类环保意识的深人，光伏发电作为主要绿色能源之一，越来越多的得以应用。在光伏系统的设计计算及运行中，组件表面积尘是影响系统效率、减少电站发电量的重要因素之一。表面积尘的直接影响是减少光伏组件所接收到的太阳辐射能，其影响大小与积尘厚度有直接关系，即与空气中的含尘量、降尘速率、时间长短、空气流动等因素有关。我国各地的环境和气候情况差别较大，同一地点不同季节的地表降尘情况不尽相同，对光伏实测功率的影响也

5、不一样。本文通过一年多试验数据，对组件表面积尘的影响进行了分析。 二、实验背景 1、灰尘构成 灰尘是百分之一毫米到百分之一毫米的粉粒，主要由细干而成粉尘的土或者其他物质的粉粒构成。大气中的灰尘，可以将太阳光吸收、反射、散射和折射，使天空不是太亮，也不是太黑。由于灰尘是吸湿性微粒，没有它这个核心，空中的水汽无法凝结，天上的云就难以形成，地表失去了云层的覆盖，就会变得干旱贫瘠，天气不是太热，就是太冷。没有灰尘，宇宙中的许多有害射线会毫无阻挡闯进地球表面，并对人类和各种生物产生致命的威胁。 2、光伏组件的结构 光伏组件的主要结构可以分为八大部分：正面高透光率保护材料、晶体硅太阳电池、铜基涂锡焊带、粘

6、结材料、背面保护材料、接线盒及机械安装材料。其中正面高透光率保护材料主要是有含铁量低、透光率高、耐冲击的钢化玻璃制成。本文将主要对大气中灰尘覆盖正面高透光率保护材料对光伏组件发电效率的影响。 3、灰尘对光伏系统的影响 灰尘对光伏系统的主要影响分为：雨露对光伏影响的影响；云雾对光伏系统的影响；灰尘遮蔽光伏组件表面对光伏系统的影响。 雨露对光伏系统会产生两种不同的影响。雨水可以清洗光伏组件表面，提高光伏系统发电效率；露水则可能造成光伏组件发生电势诱导衰减（PID）现象，导致光伏系统发电效率阶段性下降。 云雾对光伏系统的影响主要为云雾对光伏组件表面间接性的遮蔽，这种影响会造成光伏系统个体发热，降低系

7、统发电效率，但是这种影响只是无规律和短暂的。 灰尘遮蔽光伏组件表面对光伏组件的影响主要为灰尘遮蔽光伏组件表面降低光伏组件发电效率，本文将主要分析此类影响。 三、灰尘遮蔽对发电系统影响的测试与分析 1、测试条件 本试验开展于 2011 年 11 月，根据银川市光伏组件最佳倾角 34制作了三套单块系统支架，分别将三块标称功率 230W 光伏组件安装在支架上方，采用螺栓将三块光伏组件紧固。采用微并网逆变器和智能电表将组件接入生产车间构成用户侧并网系统。经过一年时间的运行，运行期间光伏组件没有进行擦拭，组件表面已经布满灰尘。 2、实测数据记录 2013 年 3 月从三块组件中挑选出 EL 检测较完整的

8、光伏组件进行后续测试（如图 2 所示） ，首先将该光伏组件采用 AAA 级太阳能瞬态模拟器进行标称功率检测，测试结果如表 1 所示： 表 1：布满灰尘光伏组件电性能表 将该组件放入用户侧并网系统中，从智能电表上观察该组件三天的实时发电量，如表 2 所示： 表 2 ：布满灰尘光伏组件实时发电量 图 1 灰尘遮蔽用户侧并网系统中挑选出来光伏组件外观图 为进一步测试灰尘对组件电气性能的影响，现将该组件用抹布擦拭，将表面浮尘擦除，剩下一层固态凝结的灰尘，如图 2 擦除表面浮尘后光伏外观图。再将该组件进行标称功率检测，测试结果如表 2 所示： 表 3：擦除表面浮尘后的光伏组件电性能表 将擦除表面浮尘的组

9、件放入用户侧并网系统中，从智能电表上观察该组件三天的实时发电量，如表 4 所示： 表 4：擦除表面浮尘后的光伏组件实时发电量 图 2 擦除表面浮尘后光伏外观图 再将该表面有凝结灰尘的组件，用已经洗净的湿抹布进行擦净，如图 3 用湿抹布擦净的光伏组件所示，该组件表面已经擦净，没有肉眼可观察到的灰尘。将该组件进行标称功率检测，测试结果如表 4 所示： 表 4：湿抹布擦净的光伏组件电性能表 将湿抹布擦净的光伏组件放入用户侧并网系统中，从智能电表上观察该组件三天的实时发电量，如表 5 所示： 表 5：湿抹布擦净的光伏组件实时发电量 图 3 用湿抹布擦净的光伏组件 为了进一步清洁组件表面，将该组件用酒精

10、擦拭，如图 4 所示用酒精擦拭后的组件，该组件已经和新生产出的组件表面洁净度相同。将该组件进行标称功率检测，测试结果如表 6 所示： 表 6：酒精擦净的光伏组件电性能表 将用酒精擦净的光伏组件放入用户侧并网系统中，从智能电表上观察该组件三天的实时发电量，如表 7 所示： 表 7：酒精擦净的光伏组件实时发电量 图 4 用酒精擦净后的光伏组件外观图 3、结论与分析 现将上述数据进行汇总成表,如表 8 所示： 表 8：光伏组件功率和发电量汇总表 通过表 8 可以看出，假设该组件的标准功率为 222.5W，该组件在户外环境中放置 1 年以上形成的灰尘，可造成降低组件功率 36.64%，使得该组件实际功

11、率成为 138.1W；若将该组件表面浮土擦除，组件标准测试条件下实测功率比标准功率下降 10.3%，使得组件实际功率成为198.8W；若采用湿抹布将光伏组件擦净，组件标准测试条件下实测功率比标准功率下降 1%，使得组件实际功率成为 220.2W；若再使用酒精进行细擦，组件标准测试条件下实测功率可其达到标准功率要求范围. 四、结论 灰尘遮蔽直接光伏组件的标准测试条件下的实测功率，光伏组件在室外环境中工作，其表面灰尘会最大造成其标准测试条件下实测功率下降 36.64%，最小也可造成其标准测试条件下实测功率下降 1%。故此本文认为对已安装在户外进行工作的光伏组件进行功率检测时，需要对组件表面进行细致的擦洗，以保证最大程度降低灰尘遮蔽对光伏组件实际功率的影响。 参考文献 1陈东兵,李达新,时剑,潘晓雷,朱晓东,陈志强 .光伏组件表面积尘及立杆阴影对电站发电功率影响的测试分析 2邹新,王峰,邓霞.光伏电站组件清洗效果及方法初探