CN104935250A - 光伏组件清洗模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种光伏组件清洗模拟方法，用于获取光伏组件的发电效率，包括如下步骤：测量光伏组件的发电效率η1；使待检测的光伏组件与滚刷的刷毛接触，转动滚刷以清洗光伏组件，滚刷的转速为该滚刷在实际工作时的转速，滚刷转动时间T＝t×n×y，其中，t为光伏组件在实际清洗时的单次清洗时间，n为每年清洗光伏组件的次数，y为光伏组件的使用年数；滚刷转动时间t后，测量此时光伏组件的发电效率η2。本发明光伏组件清洗模拟方法，通过使滚刷转动指定的时间，能够模拟光伏组件在使用一定年限后的发电效率，判断滚刷对光伏组件的清洗造成的影响。

Description

光伏组件清洗模拟方法

技术领域

本发明涉及一种模拟测试方法，尤其涉及一种光伏组件清洗模拟方法。

背景技术

对于中国西北地区的光伏电站，灰尘遮蔽是影响发电量的重要因素，西北地区干旱缺水，风沙很大，组件受到灰尘遮蔽的情况严重。灰尘遮蔽会减少组件接收的光辐照量，影响系统效率，降低发电量。局部遮蔽会引起热斑效应，造成发电量损失，影响组件的寿命，同时造成安全隐患。灰尘遮蔽会减弱组件接收的太阳辐照强度，同时会造成太阳辐照的不均匀性，都会影响组件的输出功率。

根据前面的分析，灰尘遮蔽会严重影响组件的输出功率，进而会减少电站的发电量。为了减少灰尘遮蔽的影响，需要对组件进行定期清洗。现在清洗的方法主要使用滚刷清洗，但是会划伤光伏组件表面，影响透光率。如何评价滚刷清洗对光伏组件的伤害，一直是业界研究的课题，现有技术中缺少一种相关滚刷清洗测试设备和方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够对光伏组件的清洗后的发电效率进行测试的光伏组件清洗模拟方法。

根据本发明的一个方面，一种光伏组件清洗模拟方法，用于获取光伏组件的发电效率，包括如下步骤：测量光伏组件的发电效率η1；使待检测的光伏组件与滚刷的刷毛接触，转动滚刷以清洗光伏组件，滚刷的转速为该滚刷在实际工作时的转速，滚刷转动时间T＝t×n×y，其中，t为光伏组件在实际清洗时的单次清洗时间，n为每年清洗光伏组件的次数，y为光伏组件的使用年数；滚刷转动时间t后，测量此时光伏组件的发电效率η2。

根据本发明的一实施方式，所述测量光伏组件的发电效率η1时通过光伏组件测试仪对标准光伏组件进行测量，测量光伏组件的发电效率η2时通过利用光伏组件测试仪对清洗完毕后的光伏组件进行测量。

根据本发明的一实施方式，所述滚刷由一调频电机驱动，所述滚刷转速由调频电机的控制器控制。

根据本发明的一实施方式，还包括如下步骤：在滚刷转动过程中，向光伏组件的表面同时喷射泥浆和水。

根据本发明的一实施方式，还包括如下步骤：在滚刷转动过程中，向光伏组件的表面吹入粉尘。

根据本发明的一实施方式，粉尘的粒度大小为光伏电站的积尘粒度的平均值。

根据本发明的一实施方式，还包括如下步骤：在滚刷转动之前，调整滚刷与光伏组件之间的距离以改变滚刷对光伏组件的作用力。

根据本发明的一实施方式，所述滚刷为水平设置，所述光伏组件平铺于所述滚刷的下方，调整滚刷与光伏组件之间的距离时，通过向所述光伏组件下方垫入垫板以抬高所述光伏组件。

根据本发明的一实施方式，还包括如下步骤：在测量完毕光伏组件清洗后的发电效率η2之后，多次重复利用滚刷清洗光伏组件指定的时间，并在每次清洗完毕后重新测量光伏组件的发电效率η2。

根据本发明的一实施方式，还包括如下步骤：更换不同材质的滚刷对光伏组件进行对照清洗。

由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

本发明光伏组件清洗模拟方法，通过使滚刷转动指定的时间，能够模拟光伏组件在使用一定年限后的发电效率，判断滚刷对光伏组件的清洗造成的影响。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是本发明中的光伏组件被滚刷清洗时的示意图；

图2是光伏组件在测试前的电性能图；

图3是光伏组件在测试后的电性能图；

图4是光伏组件测试前后对比数据图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

参考图1，本实施例公开了一种光伏组件清洗模拟方法，用于测定光伏组件的发电效率，包括如下的步骤：

测量光伏组件5的发电效率η1；

使检测的光伏组件5与滚刷3的刷毛接触，转动滚刷3以清洗光伏组件5，滚刷3的转速为该滚刷3在实际工作时的转速，滚刷3转动时间T＝t×n×y，其中，t为光伏组件5在实际清洗时的单次清洗时间，n为每年清洗光伏组件5的次数，y为光伏组件5的使用年数；

滚刷3转动时间t后，测量此时光伏组件5的发电效率η2。在得到该发电效率η2后，将其与光伏组件5初始测得的发电效率η1进行对比，就能够得到光伏组件5在被滚刷3清洗之后的发电效率的衰减率，对光伏组件5的使用寿命进行评估。工作测试人员可以预先设定一个发电效率的下限，如果测得的发电效率η2小于该下限，则判定光伏组件已经超过了使用寿命。

测量光伏组件5的发电效率η1，时可通过利用光伏组件测试仪对标准光伏组件5的发电效率进行测量。测量光伏组件5的发电效率η2时可通过光伏组件测试仪对清洗完毕后的光伏组件5的发电效率进行测量。光伏组件测试仪是一种广泛应用于光伏电站验收、光伏发电站监造、光伏发电系统的年检、光伏发电站日常维护检测的设备。国家GBT 18210-2000《晶体硅光伏(PV)方阵I-V特性的现场测量》给出了相应的技术要求。在测量光伏组件5的发电效率η1时，选用的光伏组件5可以是全新的光伏组件，也可以选用用过一定时间后的光伏组件，如果选用的全新的光伏组件，则可判断光伏组件的整体使用年限，如果选用用过之后的旧的光伏组件，则可判断该光伏组件的剩余使用寿命。

由图1可知，在本实施例中，光伏组件5在一个滚刷清洗测试平台上进行测试。滚刷清洗测试平台包括平台1、支架2、滚刷3、组件固定槽4、电机6以及皮带7。滚刷3水平设置在平台1的上表面上，光伏组件5平铺于滚刷3的下方，具体地是，在平台1上表面固定组件固定槽4，光伏组件5通过螺栓固定在组件固定槽4之内。滚刷3的两端通过支架2转动支撑在平台1上，滚刷3的其中一端通过皮带7而由电机6驱动。电机6为调频电机，可通过控制器调整其转速，使该电机6驱动滚刷3转动的时候，滚刷3的转速等于实际工作时的转速。

滚刷3的转动时间T可存储在控制器中，当清洗完成时，控制器自动关闭电机6，当然，也可由操作人员手动关闭电机6。转动时间T可以多次设定为不同的数值，以便判断光伏组件5在经过特定年的使用后，其衰减率是否过大。例如，在一次典型的测试过程中，光伏组件5单次清洗时间t为5分钟，在每年清洗光伏组件5的次数n为6次，而设定光伏组件5的使用年数y为10年，通过计算，滚刷3的转动时间T＝t×n×y＝5×6×10＝300分钟。通过η2与η1的比值算出光伏组件5的发电效率的衰减率后，即可评估该光伏组件5的使用寿命能不能达到10年。通过设置不同的使用年数y而多次试验，就能够判断出光伏组件5的实际使用寿命。

在本光伏组件清洗模拟方法中，还可以包括如下步骤：在测量完毕光伏组件5清洗后的发电效率η2之后，多次重复利用滚刷3清洗光伏组件5指定的时间，并在每次清洗完毕后重新测量光伏组件5的发电效率η2。这是因为，在对光伏组件5进行模拟清洗后，如果其发电效率η2仍然较高，则可以直接利用该光伏组件5继续进行试验，这样能够降低一部分的成本，在继续试验时，可以设定滚刷3转动的时间为指定的时间，比如设定为相对于滚刷3实际使用时在1年内的转动时间的总和。这样可以逐次测试，逐年判断光伏组件的使用寿命。

在本光伏组件清洗模拟方法中，还可以包括如下步骤：在滚刷3转动过程中，向光伏组件5的表面同时喷射泥浆和水。也可以包括如下的步骤：在滚刷3转动过程中，向光伏组件5的表面吹入粉尘。通过这些步骤，可以更加真实地模拟光伏电站的现场条件，综合判断光伏组件5表面的泥浆或者粉尘对与光伏组件5的寿命的影响。在吹入粉尘时，粉尘的粒度大小为光伏电站的积尘粒度的平均值。通过对比向光伏组件5的表面喷射水和泥浆以及向光伏组件5的表面吹入粉尘这些情况下滚刷3对光伏组件的磨损情况，可以真实地得到滚刷3在不同的工作条件下的损耗情况以及滚刷3对不同工作条件下对光伏组件的磨损情况。

在对光伏组件5进行清洗时，还可以在滚刷3转动之前调整该滚刷3与光伏组件5之间的距离，以改变滚刷3对光伏组件5的作用力。这样可以测试滚刷3对光伏组件5的压力与光伏组件5的使用寿命之间的关系。在调整滚刷3与光伏组件5之间的距离时，可以向光伏组件5下方垫入垫板以抬高光伏组件5。此外，还可以在本清洗模拟方法中，通过更换不同材质的滚刷对光伏组件进行对照清洗。由此，可以判断滚刷材质的不同而对光伏组件清洗效果造成的影响，进而选择清洗效果最佳而对光伏组件磨损最少的材质的滚刷，有效地增加光伏组件的寿命。

通过本光伏组件清洗模拟方法，可以配套光伏组件测试仪，对比清洁前后同一光伏组件的功率变化，进而评判清洗效果。除此之外，还可以评估清洁参数的合理性，通过将滚刷转速、清洁时间、滚刷与光伏组件之间的压力等作为清洁时的参数，并修改其中一个或者多个参数，将清洁效果与现在的参数下进行清洗时的得到的清洁效果进行比较，就可以判断现在的参数是否设置合理，并通过多次试验得到有关于滚刷速度、清洁时间、滚刷与光伏组件之间的压力等的最合理的参数，在保证清洁效果的基础上，延长光伏组件和滚刷的寿命。

实施本光伏组件清洗模拟方法时，前述的控制器可以是全铝合金无风扇嵌入式控制系统，在该控制系统中设定参数，自动完成各工况条件下测试功能，该控制系统具有记录测试情况描述功能，工作数据记录功能和数据存储打印功能，以便能够将工作过程中的各种数据进行保存记录和打印。

下面介绍采用一次本光伏组件清洗模拟方法进行测试试验的具体过程。测试参考标准：GB/T9535-1988《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定与定型》。

测试概要：

所需原、辅料：静置超过12小时的光伏组件(此处采用单晶硅组件)、灰尘细小颗粒、尼龙滚刷。

测试设备：光伏组件测试仪、滚刷清洗测试平台、标准光伏组件。

测试环境：

测试环境相对密封，不受太阳光等光线的影响，测试区没有较大气流的波动。

测试环境温度与被测试光伏组件温度：25℃±2℃

要求测试光伏组件数据：光伏组件表面无肉眼可见缺陷、光伏组件测试前后电性能参数。

测试内容：

记录静置12小时的光伏光伏组件检测实际功率等电性能参数后，安装在滚刷清洗测试平台上。在光伏组件表面均匀铺设尘土，开启滚刷清洗测试平台，滚刷在光伏组件表面工作500秒(光伏组件25年的实际清洗时间)后停机。先肉眼检查光伏组件表面是否存在划痕或磨损等外观缺陷，再通过光伏组件测试仪检测清洗后光伏组件功率，记录数据后测试结束。

测试目的：

利用滚刷清洗测试平台检测尼龙滚刷对光伏组件钢化玻璃、减反射膜、电性能参数的影响，实验检测光伏光伏组件在滚刷清洗完毕后，光伏组件功率是否存在衰减。记录数据及检测结果为以后光伏电站光伏组件清洗工作提供保障。

测试结果：测试前光伏组件外观无划痕磨损等缺陷，电性能如图2。图中的缩写词：峰值功率(Pmax)、峰值电压(Vmax)、峰值电流(Imax)、开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、光电转换效率(Eff)、并联电阻(Rsh)、串联电阻(Rs)、填充因子(FF)。图中，横轴显示为光伏组件的电压，纵轴显示的为光伏组件的电流，上方平缓的曲线为电流曲线，下方由坐标原点起始的曲线为功率曲线，两曲线交点为峰值功率。

测试后光伏组件外观无划痕磨损等缺陷，电性能如图3。光伏组件测试前后对比数据如图4。

测试结论：光伏组件在测试后未发现有外观缺陷，光伏组件在测试后电性能参数未出现衰减。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (10)

1.一种光伏组件清洗模拟方法，用于获取光伏组件的发电效率，其特征在于，包括如下步骤：

测量光伏组件的发电效率η1；

使待检测的光伏组件与滚刷的刷毛接触，转动滚刷以清洗光伏组件，滚刷的转速为该滚刷在实际工作时的转速，滚刷转动时间T＝t×n×y，其中，t为光伏组件在实际清洗时的单次清洗时间，n为每年清洗光伏组件的次数，y为光伏组件的使用年数；

滚刷转动时间t后，测量此时光伏组件的发电效率η2。

2.根据权利要求1所述的光伏组件清洗模拟方法，其特征在于，所述测量光伏组件的发电效率η1时通过光伏组件测试仪对标准光伏组件进行测量，测量光伏组件的发电效率η2时通过利用光伏组件测试仪对清洗完毕后的光伏组件进行测量。

3.根据权利要求1所述的光伏组件清洗模拟方法，其特征在于，所述滚刷由一调频电机驱动，所述滚刷转速由调频电机的控制器控制。

4.根据权利要求1所述的光伏组件清洗模拟方法，其特征在于，还包括如下步骤：在滚刷转动过程中，向光伏组件的表面同时喷射泥浆和水。

5.根据权利要求1所述的光伏组件清洗模拟方法，其特征在于，还包括如下步骤：在滚刷转动过程中，向光伏组件的表面吹入粉尘。

6.根据权利要求5所述的光伏组件清洗模拟方法，其特征在于，粉尘的粒度大小为光伏电站的积尘粒度的平均值。

7.根据权利要求1所述的光伏组件清洗模拟方法，其特征在于，还包括如下步骤：在滚刷转动之前，调整滚刷与光伏组件之间的距离以改变滚刷对光伏组件的作用力。

8.根据权利要求7所述的光伏组件清洗模拟方法，其特征在于，所述滚刷为水平设置，所述光伏组件平铺于所述滚刷的下方，调整滚刷与光伏组件之间的距离时，通过向所述光伏组件下方垫入垫板以抬高所述光伏组件。

9.根据权利要求1至8任一项所述的光伏组件清洗模拟方法，其特征在于，还包括如下步骤：在测量完毕光伏组件清洗后的发电效率η2之后，多次重复利用滚刷清洗光伏组件指定的时间，并在每次清洗完毕后重新测量光伏组件的发电效率η2。

10.根据权利要求1所述的光伏组件清洗模拟方法，其特征在于，还包括如下步骤：更换不同材质的滚刷对光伏组件进行对照清洗。