光伏電站灰塵監(jiān)測系統(tǒng)是一套專門用于監(jiān)測光伏電站表面灰塵污染情況的智能化系統(tǒng)。這個系統(tǒng)通過實時、連續(xù)的監(jiān)測光伏組件表面的灰塵情況，為光伏電站的運維人員提供及時、準確的數(shù)據(jù)支持，從而幫助他們制定更為科學的清潔和維護策略，以提高光伏電站的發(fā)電效率和性能比。
一、產(chǎn)品概述
光伏電站灰塵監(jiān)測系統(tǒng)太陽能組件玻璃上的污染物是快速影響光伏電站的主要問題之一，會降低發(fā)電效率和性價比?；覊m污染會大幅降低光伏電站發(fā)電量,估計每年至少在5%以上。采用藍光污染物光閉環(huán)測量(OMBP)技術(shù),可以很容易安裝到新建或現(xiàn)有的光伏陣列中，并集成到電站管理系統(tǒng)中。該裝置安裝在光伏板的框架上。通過連續(xù)測量玻璃上污染物帶來的傳輸損耗，從而計算出陽光到達太陽能組件的減少量。
通過測量污染物的比例(SR)，實時轉(zhuǎn)化為發(fā)電量的損失。這使運維人員知道污染物何時達到臨界點，并且已經(jīng)有必要開始清洗程序。該產(chǎn)品不需要維護，只需在清洗周圍組件時以同樣的方式進行清洗。
因為大型光伏電站在整個園區(qū)中有不同的污染率，所以IEC 61724-1標準中要求多點測量。與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，在采購成本、安裝和維護成本要低得多，這使得它更加經(jīng)濟，因此可以在需要的時間和地點計劃進行清理。
二、灰塵對光伏發(fā)電的影響
大家都知道灰塵覆蓋在組件上，形成遮擋現(xiàn)象，直接導致組件功率輸出下降，而且灰塵長期粘附對組件具有一定的腐蝕作用。同時，灰塵一直存在會造成組件的熱斑，進一步降低組件的輸出功率，甚至影響組件的壽命。并且熱斑效應對于組件來說是不可逆的，一旦出現(xiàn)沒有彌補的手段，只能選擇更換組件。否則會影響發(fā)電量，還有可能給電站帶來安全隱患。
國內(nèi)外多個調(diào)查機構(gòu)針對灰塵影響光伏系統(tǒng)功率衰減進行研究，得出數(shù)據(jù)如圖1所示。
從上圖可以看出我國光伏系統(tǒng)輸出功率受灰塵影響平均約20%左右。
灰塵對光伏發(fā)電的影響主要歸結(jié)為以下三個方面：
1、溫度影響
目前光伏電站較多使用硅基太陽電池組件,該組件對溫度十分敏感,隨灰塵在組件表面的積累,增大了光伏組件的傳熱熱阻,成為光伏組件上的隔熱層,影響其散熱。
研究表明太陽能電池溫度上升1℃,輸出功率約下降0.5%。且電池組件在長久陽光照射下,被遮蓋的部分升溫速度遠大于未被遮蓋部分,致使溫度過高出現(xiàn)燒壞的暗斑。
正常照度情況下,被遮蓋部分電池板會由發(fā)電單元變?yōu)楹碾妴卧?被遮蔽的光伏電池會變成不發(fā)電的負載電阻,消耗相連電池產(chǎn)生的電力,即發(fā)熱,這就是熱斑效應。此過程會加劇電池板老化,減少出力,嚴重時會引起組件燒毀。
2、遮擋影響
灰塵附著在電池板表面,會對光線產(chǎn)生遮擋,吸收和反射等作用,其中最主要是對光的遮擋作用?；覊m顆粒對光的反射吸收和遮擋作用,影響光伏電池板對光的吸收,從而影響光伏發(fā)電效率。
有研究指出灰塵沉積在電池板組件受光面,首先會使電池板表面透光率下降;其次會使部分光線的入射角度發(fā)生改變,造成光線在玻璃蓋板中不均勻傳播。
有研究顯示在相同條件下,清潔的電池板組件與積灰組件相比,其輸出功率要高出至少5%,且積灰量越高,組件輸出性能下降越大。
3、腐蝕影響
光伏面板表面大多為玻璃材質(zhì),玻璃的主要成分是二氧化硅和石灰石等,當濕潤的酸性或堿性灰塵附在玻璃蓋板表面時,玻璃蓋板成分物質(zhì)都能與酸或堿反應。
隨著玻璃在酸性或堿性環(huán)境里的時間增長,玻璃表面就會慢慢被侵蝕,從而在表面形成坑坑洼洼的現(xiàn)象,導致光線在蓋板表面形成漫反射,在玻璃中的傳播均勻性受到破壞,光伏組件蓋板越粗糙,折射光的能量越小,實際到達光伏電池表面的能量減小,導致光伏電池發(fā)電量減小。并且粗糙的、帶有粘合性殘留物的黏滯表面比更光滑的表面更容易積累灰塵。而且灰塵本身也會吸附灰塵,一旦有了初始灰塵存在,就會導致更多的灰塵累積,加速了光伏電池發(fā)電量的衰減。
三、產(chǎn)品特點
1、實時數(shù)據(jù)監(jiān)測：可采集、分析污染比、潔凈比、灰塵厚度、背板溫度四類數(shù)據(jù)，污染比與潔凈比采用雙探頭
均值數(shù)據(jù)計算模式，保證數(shù)據(jù)精準可靠。
2、科技型采集儀：灰塵環(huán)境數(shù)據(jù)采集儀采用新一代32位MCU處理器，板載集成高精度4G、Bluetooth數(shù)字芯片,可使采集數(shù)據(jù)通過有線或者無線方式發(fā)送到數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺。
3、創(chuàng)新藍光技術(shù)：采用全新一代藍光污染物光閉環(huán)測量(OMBP)技術(shù)，可有效保證高精度灰塵數(shù)據(jù)探測，并有效防止太陽光照射對光路閉環(huán)采集數(shù)據(jù)的干擾?？梢栽谌旌驙顟B(tài)下長期使用，優(yōu)于《IEC 61724-1標準》中要求的每天11-13點只能三小時有效監(jiān)測的規(guī)定。
4、智慧電站清潔：內(nèi)置全新一代物聯(lián)網(wǎng)管控模塊，具有四種控制模式：常開常閉、循環(huán)控制、時間控制、人工控制。根據(jù)設(shè)定污染閥值和控制模式，可以聯(lián)動清潔機器人或物聯(lián)管控設(shè)備自動清潔電池板灰塵，保證光伏電站高效率發(fā)電需要。
5、準確度自校準：設(shè)備上集成有一鍵準確度自校準按鍵，根據(jù)不同的應用環(huán)境和不同的使用時間，設(shè)備的采集準確度會有所下降。通過自校準按鍵可以自動對藍光監(jiān)測電路進行重新校準，保證數(shù)據(jù)觀測精準可靠。
6、綠色電源管理：本數(shù)據(jù)采集儀可以采用AC220V和DC12V兩種供電模式。并在內(nèi)部集成了新一代綠色電源管理模塊實現(xiàn)交流與直流供電智能切換。
四、技術(shù)指標
序號 | 產(chǎn)品性能 | 進口產(chǎn)品 | 我方產(chǎn)品 |
觀測指標 | |||
測量參數(shù) | 污染比例、潔凈比例、灰塵厚度 | ||
測量范圍 | 污染比例50～100%；灰塵厚度0～10mm | ||
污染比的測量精度 | 測量范圍90～100% | 測量精度±1% | |
測量范圍80～90% | 測量精度±2% | ||
測量范圍50～80% | 測量精度±5%，經(jīng)過內(nèi)部精密算法處理 | ||
灰塵厚度精度 | 灰塵厚度±5% | ||
PV背板溫度（選配） | 測量范圍-50～150℃ | 測量精度±0.3℃ | |
穩(wěn) 定 性 | 自動校準，優(yōu)于全量程1％每年 | ||
通訊方式 | 有線RS485 無線4G\Bluetooth | ||
控制方式 | 常開常閉、循環(huán)控制、時間控制、人工控制 | ||
1 | 執(zhí)行標準 | IEC61724-1:2017 | IEC61724-1:2017 |
2 | 技術(shù)原理 | 藍光技術(shù) | 藍光漫散射閉環(huán)技術(shù) |
3 | 灰塵指標 | 傳播損耗率（TL）\污染率（SR） | 傳播損耗率（TL）\污染率（SR） |
4 | 監(jiān)測探頭 | 雙探頭均值數(shù)據(jù) | 雙探頭均值數(shù)據(jù) |
5 | 校準光伏板 | 1塊 | 2塊 |
6 | 觀測時效 | 全天24h有效數(shù)據(jù) | 全天24h有效數(shù)據(jù) |
7 | 測試間隔 | 1min | 1min |
8 | 監(jiān)測軟件 | 有 | 有 |
9 | 閥值報警 | 無 | 上限、下限、聯(lián)動二次設(shè)備 |
10 | 通訊方式 | RS485 | RS485\藍牙\4G |
11 | 通訊協(xié)議 | MODBUS | MODBUS |
12 | 配套軟件 | 有 | 有 |
13 | 組件溫度 | 鉑電阻 | PT100 鉑電阻 |
14 | 工作電源 | DC 12～24V | DC 9～36V |
15 | 設(shè)備功耗 | 2.4W @ DC12V | 2W @ DC12V |
16 | 工作溫度 | -20～60?C | -40～60?C |
17 | 防護等級 | IP65 | IP65 |
18 | 產(chǎn)品尺寸 | 990×160×40mm | 900×160×40mm |
19 | 產(chǎn)品重量 | 4kg | 3.5 kg |
20 | 產(chǎn)品價格 | 國際價格體系 | 中國價格體系 |
