宁夏贺兰京能新能源有限公司 刘 铭

光伏电站装机容量30MW，在原址为芦苇沼泽地建成总占地面积约1200亩，鱼塘水面面积约850亩，是特有的“渔光互补”型光伏发电项目，以其为例浅析光伏电站如何提升发电效率。

1 影响发电量背景原因

光伏电站距周边鱼塘较多且离湿地区域较近，加上光伏区螃蟹养殖，吸引了大量的鸟类来此次捕食。固定的光伏组件成为了鸟类栖息的落脚点，鸟类在栖息的过程中将粪便遗留到了光伏组件上，在光伏组件上形成大量的热斑，严重得影响了光伏组件的安全运行和发电量[1]；电站原址为芦苇滩，鱼塘注水后芦苇开始疯涨，进入夏季芦苇的高度已超过光伏组件下沿，对光伏组件形成遮挡，造成大量组件形成热斑，影响发电量。

电站特殊的方阵结构，清洗成本是普通地面光伏电站的4倍，外委单位清洗成本较高、周期较长且不能及时清除组件表面脏污，影响电站总体发电效率；由于光伏组件投运6年之久，部分组件背板接线盒内接线烧融断裂，造成组件衰减至额定功率1/3，部分组件受外界因素和组件边框长时间受力，组件钢化玻璃面破损，组件损坏[2]；夏季环境温度较高，集装箱式逆变器散热通风管道通风量有限，运行至中午阶段逆变器温度较高，影响逆变器转换效率。

图1 光伏区组件落鸟情况

图2 光伏区芦苇生产情况

图3 组件脏污情况

2 解决方案实施及效果对比

为提高电站发电效率、提升发电量，针对上述5项问题逐项制定解决方案：

贺兰光伏电站共115100块光伏组件，全区共2884串组件，每串由40块（上下两排，分别20块）组件构成，长度为20.18米。为为从根本上解决光伏组件上鸟类的栖息问题，增加鸟类（特别是大型鸟类）在组件上沿停留难度，每隔10米在排组件上安装一个固定支架，支架上拉设防鸟线，在组件串两端固定支架上用OC型花篮螺丝拉紧防鸟线，防鸟线细而滑，鸟抓不住且着陆后细防鸟线容易晃动以达到防鸟效果，这样在保证不伤害鸟类的前提下减少在光伏组件上栖息鸟的数量，从而降低鸟粪对光伏组件的影响，提升发电量。

修缮电站门口南边弃用多年的水泵房，打通鱼塘水域，针对鱼塘内已生长出芦苇情况，集中对所有光伏区鱼塘进行补水加高水位，鱼塘内放置草鱼约7万斤，用草鱼吃掉一部分芦苇，对于已经生长起来的芦苇进行人工清除，从而有效避免芦苇生长过快遮挡组件。

对于外委单位清洗组件成本较高、周期较长并且不能及时清除组件表面脏污问题，自主采购清洗机、临时聘用两位劳务人员每天进行组件清洗，每月对全站组件清洗一遍，两位劳务人员年度劳务报酬约为6万元，而外委单位清洗一次组件费用就在6万元左右，一年清洗4次，总费用约24万元。自主清洗组件既节省成本还能根据组件脏污情况及时对组件进行清理，同工况下清洗组件前后对比发电量总体提升约8.44%。保证组件表面清洁度，从而提高发电效率[3]。

无人机红外测温。对于部分光伏组件背板接线盒内接线烧融断裂，部分组件玻璃面破损问题，邀请同胞电站利用无人机进行红外测温，排查热斑组件及玻璃面破损的组件165块，并边检查边修复更换，将红外测温发现的缺陷组件联系组件厂家及时进行修复，确保组件完好。

加强逆变器通风散热。对于夏季逆变器散热通风不佳、转换效率低问题，将逆变器集装箱上的7处细滤棉拆除、保留粗滤面，且每季度集中对逆变器进行卫生清扫，确保逆变器卫生干净的同时增强散热通风，对比同环境温度和同负荷情况下，拆除细滤棉后，逆变器柜内温度降低3.5℃左右，逆变器实时转换效率提升2%左右。

图4 电站组件清洗前后发电量提升效果对比

3 电站总体发电能效提升分析

针对上述存在的5项问题，电站经过10个多月的综合治理，截止2021年10月31日，电站在304天左右的时间里，其中有144天左右的阴雨浮沉天气、2天全站停电的情况下，累计完成发电量3670万千万时，完成年度计划的84.96%。同时根据《光伏发电效率技术规范》GB/T 39857-2021光伏发电单元能效计算方法，得出2020年光伏发电单元能效约为85.58%,2021年光伏发电单元能效约为90.91%，同比提升约5.33%，提升效果明显[4]。

计算方法：测试步骤获取的测试数据按式计算光伏发电单元能效：PRsys=（Esys.r/cIsys）/（Gsys/G0），式中：PRsys为光伏发电单元能效；Esys.r为r时段光伏发电单元输出的总发电量，单位为千瓦时（kWh）；cIsys为光伏发电单元安装容量，单位为千瓦（kW）；Gsys为r时段光伏发电单元光伏方阵倾斜面单位面积总辐照量，单位为千瓦时每平方米（kWh/m2）；G0为标准条件下的辐照度，G0=1，单位为千瓦每平方米（kW/m2）。

3.1 巩固措施

持续开展水草治理，确保进入冬季前全部清理干净光伏区杂草，防止火灾隐患。持续开展组件清洗工作，确保组件表面清洁。加强光伏区巡视检查，发现防鸟线掉落、松动后，及时进行紧固修复。加强鱼塘内水质检测，确保水系良好，否则将会导致鱼塘内鱼类大量死亡、引来大量飞鸟，鸟屎会严重遮挡组件形成热斑，热斑严重时烧损组件。加强逆变器、汇流箱等设备维护保养，减少故障停机时间。定期开展光伏区组件红外测温，及时修复热斑、破碎组件，确保组件完好。

3.2 总结及建议

自主清洗组件时避免精益求精。由于自主清洗人员较少，如果清洗过程中精益求精，组件是彻底清洗干净了，但是全部清洗一遍组件周期将会很长，导致总的发电量提升不明显。快速用水将组件表面浮灰清洗干净，全部清洗一遍组件用时较短，发电量提升明显；水草治理过程中，采用人工割草时将草从水面以下割掉，水将从切割处灌入草中心、草会彻底死掉，若从水面以上割掉草将会从根重新发芽长出；加强员工技能培训，提高设备检修维护的业务能力，提高各项工作任务的执行力；防鸟线安装过程中，必须要安装在组串上边沿正上方，如果超前或滞后，将都会失去防鸟功能。