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2:98,光伏的火星救援

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2018年4月22日,海西州人民政府发布了格尔木、德令哈两大光伏发电应用领跑者基地推荐投资企业评优结果。从评优结果来看,三峡新能源、阳光电源联合体中标格尔木全部领跑者项目,在前三批领跑者项目中尚属首例。同时,其中4个项目的上网电价只要0.31元/kWh,比当地脱硫煤标杆电价还低1分钱,这也刷新了国内光伏电站的电价纪录。


无论国企还是民企,投资建设光伏电站都是要盈利的。三峡新能源、阳光电源报出如此低的电价,信心何来?电站顺利并网的背后,隐藏着哪些不为人知的故事?



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上图是未算税的度电成本计算公式,目前我们更多的谈的降低度电成本是基于降低建设成本和增加生命周期内发电量这两个数据来谈降低LCOE。公式中降低运维成本也是降低LCOE的一个重要途径。



本文就从运维和提升发电量方面来谈谈如何降低度电成本。


298从火星探测器失联说起

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目前国内的光伏电站从开工建设到并网发电鲜有超过一年时间的。整个电站的收益阶段却要持续20多年,时间比298平价上网以后如何抓好这运维阶段才是电站收益的重中之重。


影响电站发电量的因素有哪些呢太阳辐照量,组件倾角,组件效率,温度特性,组合损失,控制器和逆变器效率,集电线路线损和灰尘遮盖损失等。当电站建设完成以后这么多影响因素里面除了灰尘遮盖损失是在后期运维过程中能够提高的,其他因素基本都已经定型。



运维是很重要的一个工作,也是电站收益最重要的一个环节,但是为什么大家经常会说运维不就是洗洗组件?其实日常运维的工作包括监盘,值班,巡检消缺清扫等一系列的工作,只是组件清扫是最能体现经济收益的工作罢了。



灰尘是影响光伏电站发电量的一个重要因素。火星探测器再度失联了,为何?因为火星在186月经历了一次大的沙尘暴导致机遇号光伏板发电量下降无法获得足够的电力来维持它的运转。下图一是沙尘后的机遇号,图二是沙尘前的机遇号


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图片来源:NASA

灰尘污染会大幅度的降低光伏电站的发电量。


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上面两张图是美国ATONOMETRICS实验的数据,实际损失电量远超预估的每年电量损失5%。下图是上海申慱娱乐自动化机器人在山东某电站实测的日发电量提升比例


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此电站为山东某工业屋顶分布式电站,每天清扫后电站发电量平均提升超过50%。山东地区按照年1500小时标准日照时计算,1MW电站按照综合效率(PR80%计算,那么电站年发电最少120万度电。在不超装的情况下电站每年清扫四次,光清扫费就接近1/年,但电站综合效率远远达不到80%,每年电量损失都要数十万计。因此每天清扫电站最大的效益是减少灰尘对电站发电量的影响。


自动清扫:电站智能化最后一块拼图


少人运维,远程运维,集中运维,电站自动化,电站智能化及电站安全也是最近两年提的比较多的一些观点。但是如果不谈自动清扫,始终有一环缺失。自动清扫机器人是实现电站运维自动化和智能化的最后一块拼图。自动化清扫不仅仅是实现电站自动化的重要途经,同时还解决了另外两大突出的问题:第一,电站人身安全问题。尤其是分布式屋面电站因为电站清扫登高作业造成的人生伤亡事故也不在少数,实现自动化清扫以后可以减少大部分的登高作业还能有效的减少电站因为灰尘造成的发电量损失。第二,可以减少大部分由于后期运维作业不规范造成的组件隐裂。目前电站的清扫不可避免的会有人员踩踏组件问题,造成组件隐裂的案例也比比皆是。自动化清扫以后减少绝大部分的人工参与过程。


清扫机器人还有虚拟容配比的功能,目前国内电站基本都有超配,主要还是降低全生命周期内的度电成本,但是目前尤其是分布式电站灰尘对于发电量的影响都超过10%,如果能实现自动化每天清扫那么电站可提升发电量也在10%左右,相当于10%的超配,从经济效益上来算的话那么自动化清扫前期投入会远远小于增加组件的投入。10MW电站10%超配投入基本要增加0.35/W左右,机器人清扫投入则在0.15元左右。


电站自动化清扫是降低度电成本的一个有效解决方案,同时也是电站实现自动化和智能化的最后一块拼图。在平价上网时代即将来临的时候,自动化的电站清扫机器人也将是减少运维投入和增加电站收益的不可或缺的关键部件之一。




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