广州发展光伏技术股份有限公司
摘要：对于分布式光伏电站的运营，安全稳定首当其冲，发电量是至关重要的指标之一，而影响发电量的因素除了逆变器、变压器、电缆等设备的损耗外，当属空气中灰尘、鸟粪等对光伏组件的影响。本文对广州发展光伏技术股份有限公司丰力一期光伏电站光伏组件清洗安全保障措施及清洗前后利用小时数、输出效率等相关数据的分析比较，提出电站光伏组件清洗的判定方法、最佳清洗周期，并在实践中推广应用。
关键词：光伏电站；安全保障；组件清洗；利用小时数；输出效率
随着广州发展光伏技术股份有限公司已投入运营屋顶分布式光伏电站的不断增加，如何采取专业的行之有效的运维管理方法降低设备缺陷和故障率，提高各电站的整体安全稳定性一直是广州发展新能源人积极探索的课题。
目前各运营电站处于工业区厂房屋顶，光伏组件的维护受生产环境影响较大，光伏电站投运一段时间后，组件表面会慢慢积有灰尘，组件积灰会降低组件的输出效率，减少发电量，且组件局部积灰会导致组件热斑效应，极易形成屋顶大面积火灾且影响组件寿命。特别是我司从化明珠工业园内丰力轮胎屋顶的丰力一、二期光伏电站显得尤为突出（主要受厂内生产环境影响）。光伏组件定期清洗是目前国内光伏电站常采取的维护方法，但就光伏电站组件是否需要清洗的标准是什么以及电站清洗的频次如何确定，屋顶清洗的安全保障措施如何有效制定？行业上并没有明确标准。
为此，广发光伏技术股份有限公司光伏运维部结合我司丰力一期电站的实际运营情况有针对性制定组件清洗安全保障措施和清洗计划，重点对清洗后的丰力一期光伏电站进行跟踪研究，同时结合公司其它光伏电站清洗经验，提出电站组件清洗的判定方法和清洗周期，努力提高组件的输出效率，实现电站安全及经济收益最大化。
一、屋顶光伏组件清洗安全保障措施
目前组件清洗行业内均是请有资质的第三方公司进行。因清洗人员素质和专业水平参差不齐，一旦监管不严和安全监控保障措施不到位，极易发生触电、火灾或高空坠落等安全事故。因此制定严格科学有序的安全技术保障措施势在必行。
1.组件清洗前必须对清洗工作人员培训，包括安全培训和技术培训，并形成培训文件《组件清洗安全交底记录表》《组件清洗技术交底记录表》，各方签字确认；
2.必须对工作内容完善工作票手续，确保安全措施执行到位；
3.清洗全过程必须监护到位，禁止在高温高负荷、大风、下雨等天气不利时间段清洗组件；不宜使用与组件温差较大、有腐蚀性等液体清洗组件；
4.光伏发电系统的光伏组件清洗工作应选择在清晨、傍晚、夜间或阴雨天（辐照度低于200W/㎡的情况下）进行，严禁选择中午前后或阳光比较强烈的时段进行清洗工作。在早晚清洗时，也要选择在阳光暗弱的时间段内进行；
5.清洁设备对组件的冲击压力必须控制在一定范围内，禁止大力拖拭、踩踏等损坏光伏组件的行为，要避免尖锐硬物划伤电池组件表面；
6.光伏组件冲洗时，禁止水流入组件或方阵、汇流箱的电气接口；
7.清洗时，严禁人或清扫设备长时间遮挡光伏组件光线，避免引起热斑效应；严禁人体与光伏组件、汇流箱、电缆等带电设备接触；
8.清洗工作人员必须穿戴绝缘水鞋、绝缘手套、安全帽等安全工具，防止触电；禁止站立采光带或在距离屋顶边缘不足2米的地方进行清洗作业，防止高空坠落。
9.清洗过程严禁做与工作无关的事情，屋面清洗全过程严禁吸烟，如遇高温天气需做好工作人员中暑安全保障措施等。
10.组件清洗完毕当天，由运维部、光伏工程师负责组织验收，根据组件清洗要求进行验收，并填写《光伏组件清洗验收单》。主要验收内容为：按规定时间完成光伏组件清洗工作；光伏组件清洁度符合要求，无积灰，无遗漏；清洗期间工作人员符合要求；清洗期间无事故，无损坏电站设备设施等。
二、组件积灰分析（以丰力一期光伏电站为例）
丰力一期光伏电站总装机容量5.234MW，共安装20526块组件，分布在丰力公司成品库、硫化车间、成型车间、压延车间等五个不同厂房屋面上。其中成品库北侧屋面周围环境恶劣，灰尘较多，成型车间北侧屋面周围环境较好，灰尘较少。
2017年4月底，公司光伏运维部按定期工作计划组织人员对组件进行清洗，组件清洗后可认为表面无积灰，组件输出效率受积灰程度影响为零。
因两厂房位于同一厂区，认为两厂房组件接收的辐照度相同。且因成型车间屋面环境较好，可近似认为这两个月成型车间组件输出效率不受积灰影响。所以成品库北侧组件日平均利用小时数与成型北侧的百分比可近似认为成品库北侧组件输出效率与组件无积灰情况下输出效率的百分比。百分比的下降近似认为是因组件积灰导致输出效率下降。从图表可看出，成品库组件输出效率因积灰影响大致成线性下降。
从以上分析可知，在确定a、b、c、d变量后，我们可通过此公式大概计算组件最佳清洗周期。
四、实施案例（丰力一期）
我们同样以丰力一期成品库北侧组件为例，结合新能源公司两年来的光伏运维数据，套用以上公式，计算成品库北侧组件清洗周期：
从成品库北侧及成型车间北侧屋面组件的利用小时数百分比可知，成品库北侧组件输出效率在测试周期内（4月30日~6月39日）期间大致成线性下降，9周时间内输出效率约下降7.1%，平均周输出效率下降率a为0.79%/周。根据广州地区气象数据统计值及新能源公司从化地区光伏项目实际的运行数据，丰力一期光伏电站的年利用小时数约1000小时，周平均利用小数为19.23小时，则标称功率为255W的组件周平均发电量b为4.90kW.h/块。结合丰力一期项目的度电收益和单块组件清洗成本，综合以上数据n>
，可得n>6.88，取n=7，即丰力一期成品库北侧组件每间隔7周清洗一次，该屋顶组件发电收益将最大化。
五、应用推广
由实施案例我们可以知道，对于任何一个光伏电站，只要变量a、b、c、d都确定了，我们就可以有效分析出最佳清洗周期n。其中单块组件每周平均发电量b，平均每度电收益c及平均每块组件清洗成本d，在运营一段时间后，我们都可以获得比较准确的数值。问题在于如何确定组件因积灰原因每周输出效率下降率a。
在分析丰力一期成品库北侧组件输出效率下降率时，我们是通过与该电站的成型车间北侧组件发电量对比所得，但这存在一定误差，且并不是所有光伏电站都有一个标准屋面（基本不受灰尘影响）可用来对比。经调研，我们可以借助专业测量仪器I-V测试仪，通过定期测量，建立该电站组件因积灰原因输出效率下降率模型，确定数值a，进而确定该电站组件的最佳清洗周期n，指导新能源公司组织人员对组件进行清洗，以实现电站经济效益最大化。
（备注：1、I-V测试仪：可直接测量单块或组串组件的输出效率，并直接换算成标准测试条件下的组件或组串输出效率。2、标准测试条件：（大气质量AM1.5，福照度1000W/m2，电池温度25℃）下的测试值。））
六、结束语
组件清洗周期和安全保障措施的探讨一直是光伏发电行业内共同关注的问题，广发新能源人在集团公司的支持指导下充分发挥了不怕困难、实事求是、注重认真、追求卓越的求知精神，在实践中摸索出解决问题的方法，并成功应用。随着广州发展光伏电站的不断投入运营，新能源人将结合电站运营实际，在安全保障体系完善的前提下积极探索光伏组件清洗周期的合理时间，并在广州发展新能源公司所有光伏电站推广应用。
参考文献：
[1]广州发展光伏技术股份有限公司光伏电站组件清洗管理规定（试行），2015.
[2]广州发展光伏技术股份有限公司光伏电站运营规程，2017.
[3]GB26860-2011《电力安全工作规程（发电厂和变电站电气部分）》
作者简介：王群新，广州发展光伏技术股份有限公司，光伏运维部负责人，电气工程师，国家注册安全工程师。
论文作者:王群新
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
标签：组件论文; 光伏论文; 电站论文; 效率论文; 广州论文; 成品论文; 股份有限公司论文; 《基层建设》2018年第2期论文;