今年高溫?zé)崂嗽俅蝸?lái)襲,7月初,平均溫度記錄甚至再一次刷新,在夏季加速生產(chǎn)的檔口,高溫預(yù)警對(duì)各行各業(yè)來(lái)說(shuō)都是不小的挑戰(zhàn)。
對(duì)于光伏行業(yè)來(lái)說(shuō),在人們的認(rèn)知中,普遍認(rèn)為日照強(qiáng)烈的高溫天氣更利于光伏設(shè)備的發(fā)電,高溫天氣的光照越充足,也就能夠生產(chǎn)更多的電能。
其實(shí)光伏電站在這種熱浪高溫天氣下,其實(shí)存在諸多不利因素,高溫天氣反而成為阻礙光伏發(fā)電的原因之一。
高溫直接導(dǎo)致光伏部件運(yùn)行效率下降
眾所周知,光伏逆變器作為光伏發(fā)電的主要部件之一,在運(yùn)行的時(shí)候通常需要保持陰涼通風(fēng)的環(huán)境狀態(tài),因此,一般光伏逆變器都會(huì)加裝一個(gè)遮陽(yáng)的蓋子。
但是,一般在7-8月份高溫的酷暑同時(shí)又沒(méi)什么風(fēng)力的情況下,暴露在酷日之下的光伏電站以及周圍,溫度都還是比較高的,如果是一些農(nóng)牧光互補(bǔ)項(xiàng)目,在沒(méi)有定期維護(hù)打理的情況下,雜草叢生的情況更容易形成一個(gè)高溫不通風(fēng)的環(huán)境。
光伏組件一般有三個(gè)溫度系數(shù),開(kāi)路電壓、峰值功率和短路電流。其中,開(kāi)路電壓會(huì)隨溫度的升高而大幅下降,導(dǎo)致工作點(diǎn)的偏移,影響組件性能,光伏組件的輸出功率就會(huì)下降。
光伏逆變器中的元器件也有額定的工作溫度,如果環(huán)境溫度過(guò)高,逆變器滿功率運(yùn)行時(shí)溫度上升快,光伏逆變器在工作溫度超過(guò)閾值時(shí),會(huì)對(duì)輸出功率進(jìn)行限容,甚至觸發(fā)過(guò)溫待機(jī)保護(hù),加速逆變器元器件老化,影響光伏電站的壽命,增加電站的運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)。這和很多機(jī)器運(yùn)行的原理一樣,在沒(méi)辦法保證通風(fēng)散熱的情況下,低效率運(yùn)行就必將成為常態(tài)。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在同一輻照度下,功率隨溫度的升高而降低。隨著溫度升高,開(kāi)路電壓也會(huì)顯著降低,光伏組件的最大輸出功率(Pmpp)點(diǎn)會(huì)降低,影響組件性能,組件在溫度10℃時(shí)輸出功率要遠(yuǎn)比在70℃的時(shí)候要高。
加劇引發(fā)熱斑、PID效應(yīng)
除此之外高溫天氣也同樣會(huì)加劇光伏熱斑效應(yīng)的形成,從而造成光伏組件的損壞,最終影響電站發(fā)電。
光伏的熱斑效應(yīng):是指在一定條件下,處于發(fā)電狀態(tài)的光伏組件串聯(lián)支路中被遮擋或有缺陷的區(qū)域被當(dāng)做負(fù)載,消耗其他區(qū)域所產(chǎn)生的能量,導(dǎo)致局部過(guò)熱。
在極高溫天氣的情況下,局部過(guò)熱的情況就有可能被加劇,從而強(qiáng)化熱斑效應(yīng),像一些在戶外搭建的光伏板很可能會(huì)因?yàn)橐黄瑯?shù)葉或者一坨鳥(niǎo)糞等等遮擋物造成熱斑。
在正常溫度的情況下,這些遮擋物充其量也就是導(dǎo)致一個(gè)小電阻,但是如果遇上高溫天氣的情況,那么局部過(guò)熱的情況就會(huì)變得嚴(yán)重,若發(fā)熱溫度超過(guò)一定的極限便會(huì)導(dǎo)致光伏組件局部燒毀形成暗斑、焊點(diǎn)熔化、封裝材料老化等永久損壞。
像一些屋頂分布式光伏,熱斑導(dǎo)致局部溫度快速上升,很容易引發(fā)火災(zāi)事故,近年來(lái)由熱斑造成火災(zāi)的事故時(shí)有發(fā)生,及時(shí)維護(hù)和清理可以很大程度的避免危險(xiǎn)產(chǎn)生。
除了高溫之外,像許多雨水充沛的南方城市,空氣中的濕度非常大,這也同樣加劇了PID效應(yīng)(電勢(shì)誘導(dǎo)衰減)效應(yīng)。
以東南沿海一帶城市為例,夏季伴隨著梅雨季節(jié),大量的雨水伴隨著高溫,使整個(gè)空氣環(huán)境猶如蒸籠一般,此時(shí),空氣中的大量水蒸氣會(huì)通過(guò)封邊硅膠或背板進(jìn)入組件內(nèi)部,從而導(dǎo)致組件內(nèi)部大量電荷聚集在電池片表面,造成性能嚴(yán)重下降。
像一些火爐城市,夏季最熱時(shí),室外的體感溫度大多都超過(guò)40多度,地表溫度更是高的驚人,這樣的高溫也給光伏其他的器械元件帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。
例如對(duì)絕緣材料的性能和壽命都有直接的負(fù)面影響,過(guò)高的工作溫度會(huì)導(dǎo)致絕緣性能下降等問(wèn)題,特別是在長(zhǎng)時(shí)間使用中更加明顯。同時(shí)一些性能較優(yōu)的連接器也難逃高溫、雨淋的命運(yùn),對(duì)于維護(hù)人員來(lái)說(shuō)高溫天氣同時(shí)也加劇了光伏電站的維護(hù)成本和頻次。
夏季高強(qiáng)度光照≠光伏高發(fā)電
根據(jù)此前一座光伏電站的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,去年7月份,在溫度為29℃-37.3℃的晴天下,光伏電站平均日發(fā)電量為1.3萬(wàn)千瓦時(shí),到了8月份,在氣溫30.5℃-39.25℃的晴天,該電站平均日發(fā)電量為1.28萬(wàn)千瓦時(shí)。由此可見(jiàn)夏季高強(qiáng)度的光照雖然有利于發(fā)電,但是隨著而來(lái)的高溫情況卻使得光伏電站的發(fā)電量出現(xiàn)下滑。
由此可見(jiàn),即使夏季光照時(shí)間充足且光照強(qiáng)度良好,但是伴隨的高溫效應(yīng)并不能夠使光伏電站發(fā)出更多的電量。
根據(jù)此前某電站太陽(yáng)能資源月總輻射量和實(shí)際月滿發(fā)小時(shí)數(shù)的對(duì)比,可以比較直觀的看到:
在消除一些特殊情況的影響下,月輻射量最高的5、6、7月份,該光伏電站的實(shí)際滿發(fā)小時(shí)數(shù)并不是最高的。反而在輻射量并不拔尖的春秋季節(jié),月滿發(fā)小時(shí)數(shù)卻攀升到了全年頂峰。
今年的夏季的高溫已經(jīng)到來(lái),多地也發(fā)布了高溫預(yù)警,對(duì)于光伏電站的運(yùn)維來(lái)說(shuō),可以說(shuō)壓力不小,如何避免高溫天氣對(duì)光伏電站的危害?
一、合理排布電站組件
不管是組件還是逆變器, 配電箱都要保持通風(fēng),確??諝饬魍?。重要的是,不要為了多要發(fā)電量, 而不合理地安排光伏電站組件的排布, 造成組件和組件之間互相遮擋,同時(shí)影響散熱通風(fēng),導(dǎo)致發(fā)電量低。
靠譜的品牌商在安裝前都會(huì)根據(jù)你家屋頂情況, 在發(fā)電量最大化的前提下提供最合理的設(shè)計(jì), 而不是讓你多安幾塊組件。
光伏農(nóng)業(yè)大棚用戶則最好在棚頂前側(cè)排布光伏組件,而在后側(cè)光照盲區(qū)需要設(shè)置通風(fēng)口,這樣在不影響作物生長(zhǎng)的前提下,能夠最大程度的保證光伏組件運(yùn)行溫度的適宜性。
二、逆變器、配電箱也需要散熱
戶用逆變器一般都是IP65防護(hù)等級(jí),具備一定的防風(fēng)、防塵、防水等級(jí),但是,逆變器、配電箱工作時(shí),本身也要散熱,所以在安裝逆變器、配電箱時(shí)最好裝在遮陽(yáng)、避雨的地方。
露天安裝的話,要給逆變器、配電箱做一個(gè)簡(jiǎn)易的遮陽(yáng)棚,防止太陽(yáng)直射。避免使逆變器、配電箱溫度過(guò)高,影響發(fā)電量。
三、確保光伏組件、 逆變器、配電箱四周開(kāi)闊無(wú)雜物
光伏電站要想去除高溫的影響,除了要做通風(fēng)外,還要注意外部環(huán)境,確保周邊無(wú)遮擋,如果電站長(zhǎng)時(shí)間被茂盛的雜草、植被所包圍,也會(huì)影響空氣的流動(dòng),造成發(fā)電量降低,及時(shí)清除雜草、植被很有必要。
逆變器、匯流箱在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量,長(zhǎng)期處于茂密雜草遮擋中的話,會(huì)抑制設(shè)備對(duì)外散熱,熱量長(zhǎng)時(shí)間散不出去,會(huì)導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱而引發(fā)故障。
四、檢查線纜連接是否牢固
線纜承擔(dān)著傳輸能量的重任,其連接必須十分牢靠,在暴曬、大風(fēng),大雨等極端天氣過(guò)后,需要檢查線纜是否連接牢固,特別是直流的光伏接線頭,一旦松動(dòng),輕則影響發(fā)電,重則因連接不緊,導(dǎo)致其發(fā)熱燒毀。
原標(biāo)題:功率衰減、熱斑、火災(zāi)......高溫?zé)崂讼碌墓夥娬驹瓉?lái)這么危險(xiǎn)!