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岛屿光伏发电存在问题与探讨
2013-10-24 15:05:11   来源:    点击:

  摘要:本文主要介绍在一些岛屿地区安装的太阳能光伏组件的特点,以及这些太阳能光伏组件在发电过程中存在的一些问题。探讨一些方法来解...
  摘要:本文主要介绍在一些岛屿地区安装的太阳能光伏组件的特点,以及这些太阳能光伏组件在发电过程中存在的一些问题。探讨一些方法来解决当前出现的问题。

  关键词:太阳能;光伏组件;岛屿

  1前言

  随着光伏组件应用的日益广泛,海边、农场、沼泽、岛屿等诸多地方现在都可以见到太阳能光伏组件。由于受地区情况及气候的影响,安装在岛屿的太阳能组件容易受到昼夜温差大影响,尤其高盐碱地区的光伏组件极易受到盐雾侵蚀。于是位于一些岛屿的光伏电站,引起人们的额外的关注。为了避免上述安装条件下组件的安全以及性能受到影响,将产品顺利使用在这些特殊的应用环境,就需要对光伏组件产品进行特殊性测试。

  2 盐雾试验及其标准

  盐雾试验是一种主要利用盐雾试验设备所创造的人工模拟盐雾环境条件来考核产品或金属材料耐腐蚀性能的环境试验。

  盐雾腐蚀标准:

  中性盐雾试验标准:GB/T 10125-1997   ASTM1B117-07

  EN ISO 9227-2006  JIS Z2371-2000

  酸性盐雾标准:ASTM G85-02  GB/T 10125-1997

  EN ISO 9227-2006  JIS Z2371-2000


  3光伏电站组成

  光伏阵列(即光伏组件)将太阳能转变成直流电能,经逆变器的直流和交流逆变后,根据光伏电站接入电网技术规定光伏电站容量确定光伏电站接入电网的电压等级,由变压器升压后,接入中压或高压电网。

  岛屿电站初以上的发电形式外,还有一种就是利用蓄电池对太阳能组件发电进行储存,当需要时再进行放电。

  4 岛屿光伏组件存在问题

  岛屿光伏组件由于本身地理位置以及环境的限制,在实际发电使用过程中暴露出一些问题。主要分为以下几个方面:

  3.1温度对太阳能发电系统的影响

  光伏发电系统在实际应用中,昼夜温差较大成为目前需要面临的极大难题。太阳能光伏组件和蓄电池的工作温度会直接影响发电系统的性能。

  3.1.1温度对光伏组件的影响

  温度对太阳能组件的影响主要表现在太阳能电池的开路电压、短路电流,最终反映在组件的最大功率输出。单体太阳能电池的开路电压随温度的升高而降低,电压温度系数为-(210~212) mv/ ℃,即温度每升高1 ℃,单体太阳能电池开路电压降低210~212mv ;太阳能电池短路电流随温度的升高而升高;太阳能电池的峰值功率随温度的升高而降低(直接影响到效率) ,即温度每升高1 ℃,太阳能电池的峰值功率损失率约为0135~0145 %。

  3.1.2温度对蓄电池的影响

  蓄电池的浮充寿命随温度的变化而变化,基本上是每升高10 ℃,浮充寿命减少约一半. 高温对蓄电池失水干涸、热失控、正极板栅腐蚀和变形等都起到加速作用,低温会引起负极钝化失效,温度波动会加速铅酸蓄电池内部短路等等. 这些都将影响蓄电池寿命。

  3.2海水对发电系统稳定性的影响

  位于岛屿的光伏组件常年遭受海水的侵蚀,由于海水富含各种盐的混合物,致使光伏组件中直接暴露在空气中的铝边框、背板、接线盒等容易受到影响。

  3.2.1铝边框对组件的影响

  目前太阳能行业普遍使用涡流测厚仪对铝材表面的氧化膜厚度进行测量,膜厚标准为AA15(平均膜厚≥15,局部膜厚≥12)。海水的冲蚀会引起铝边框表面出现氧化膜局部破损现象,进而导致整根铝边框被海水侵蚀,致使无法支撑组件重量。

  3.2.3背板、接线盒对组件影响

  背板、接线盒直接暴露在空气中,背板最外层的结构对海水有一定的抵抗能力,由于岛屿的海水盐的侵蚀,会慢慢透过背板对内部的太阳能电池进入侵蚀,致使整个组件烧毁;海水的飞溅会残留在接线盒的空隙中,长时间会慢慢对盒体进行侵蚀,一旦进入盒体会直接把接线盒的二极管烧毁。

  5 模拟海水压力浸渍试验

  本实验模拟岛屿组件的使用环境,可以让组件使用寿命配置在海洋应用上,(如浮动助航)可能靠接受反复有盐大气、浸入海水的能力和相关的海水飞溅到阳光下的组件上,这些外露影响可能造成组件内物理或电气的变化或两种同时变化。

  实验步骤

  (1)批量测试选择-----至少四块组件选择具有代表性的型号用来试验。储存四块中的一块作为控制样品,如果这批不止代表一种组件尺寸且用同样密封工艺设计,每个尺寸至少两个组件进行试验,禁止拆卸,变更,修改样品或当试验过程中任何部件应该允许在测试序列。

  (2)电气试验----在所有组件样品上完成下面电气试验,包括温度循环试验前的控制。

  (3)电气性能----测试和记录每块组件的电性能,非集中器组件可使用的方法是标准E1036的试验方法。

  (4)接地连续性测试---测试任何组件用接地端来确定在接地端子或导线和任意可触及导电部件间的最大电阻,用E 1462标准测试方法的第7.2部分。

  (5)绝缘漏电流测试----按E 1462标准测试方法的第7.1部分,对每块组件进行电子绝缘性能测试。

  外观检查

  (1)目视检查每块组件来确定有或没有异常缺陷,这种异常或缺陷包括组装后任何部分的分层、空隙、变色、腐蚀或裂纹。由测试方法的用户定义任何可接受的外观缺陷。

  (2)用试样的图表或图像或两者同时采用来体现缺陷的位置和形状,记录外观检查的结果。

  (3)在温度试验箱的样品装入----用密封任何打开的接线盒或接线盒连接导线端的方法提供每块测试样品,安置组件的测试腔体,延长组件导线高于期望的最大盐水深度。

  (4)模拟海水准备----准备足够量的模拟海水的溶液装满两个水桶,适用的溶液包含最大每94.6升自来水3.63kg的干海盐,因D1141标准有详细说明。溶液的相关密度应该是15℃时1.025±0.005。调整和维护两个桶的溶液温度分别是6±3℃和45±5℃。

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