光伏電站組件清洗方案設計.doc

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********業(yè)管理有限責任公司光伏電站組件清洗技術方案 清洗方案 ************新能源開發(fā)有限公司 *********物業(yè)管理有限責任公司 2017 年 01 月 目錄 公司簡介 1 概述 1.1 適用范圍 1.2 編制依據 1.3 項目背景 1.4 項目基本情況 1.5 地理位置 1.6 項目所在地自然環(huán)境概況 2 清洗方案 2.1 組件污染物現(xiàn)狀分析 2.2 清洗的目標 2.3 清洗方案概述 2.4 資料、圖紙準備 2.5 人員配備 2.6 工期預計 2.7 實施方案 2.8 清洗流程概述 2.9 組件清洗注意事項 3 清洗作業(yè)安全管理 4 光伏電站清洗效益分析 5 附件 附件 1 光伏組件清洗驗收單 附件 2 光伏組件價格核算 公司簡介 *********有限責任公司企業(yè)簡介 **********有限責任公司成立于2012年，注冊資金200萬元，經****房地產管理局核準資質，主營物業(yè)服務及配套服務、停車場服務。公司設有總經理辦公室、財務部、行政人事部、秩序維護部、環(huán)境部、工程維修部、客服中心等部門。 公司管理服務的物業(yè)類型有高層商住樓、多層住宅、商鋪等。公司管理的物業(yè)有：*****小區(qū)、*******農貿市場和小區(qū)、******蝴蝶花園等等。其中*****蝴蝶花園已成為當地最溫馨最舒適的住宅小區(qū)之一。******公司按照市場化、專業(yè)化、集團化的管理模式，以住戶至上、服務第一為宗旨制定了一整套嚴格的管理制度和操作規(guī)程，通過科學的管理和優(yōu)質的服務，努力營造安全、文明、整潔、舒適、充滿親情的社區(qū)氛圍。近年來，公司的管理和服務不斷上臺階、上檔次、上水平。把客戶的事當成自己的事，不斷加強公司管理層和員工隊伍的建設，同時不斷提高管理和服務水平，為廣大業(yè)主單位、業(yè)主、住戶提供安全、舒適、寧靜、優(yōu)美的環(huán)境。 1 概述 1.1 適用范圍 本清洗方案根據四川省**********MWp 并網光伏電站項目具體情況 編制，只適用于對該項目的光伏組件清洗。 1.2 編制依據 1）CGC/GF028:2012 并網光伏發(fā)電系統(tǒng)運行維護技術條件 2）CNCA/CTS0016-2015 并網光伏電站性能檢測與質量評估技術規(guī)范 3）JGJ/T 264-2012 光伏建筑一體化系統(tǒng)運行與維護規(guī)范 4）《太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設計施工與維護》李鐘實編著 1.3 項目背景 光伏發(fā)電因其清潔、可再生、不消耗化石燃料等優(yōu)勢近年來在我國發(fā)展迅速。 隨著國內光伏電站建設的浪潮，許多的光伏電站僅僅完成了發(fā)電的目標，但是對 于后期更為重要的運營、維護與管理卻未提上日程。隨著光伏電站的故障、器件 損壞、火災、組件衰減等問題的不斷出現(xiàn)，光伏電站的運維管理也慢慢引起人們 的重視。 影響光伏發(fā)電效率的因素，除了電池本身的技術和自然環(huán)境等因素外，對于 光伏組件的運營與維護也是重要的一部分。對于建成投運的光伏電站，電站的運 營與維護是其高效安全運行的基礎。為了保證光伏電站的系統(tǒng)效率，提高電站發(fā) 電量，對光伏電站組件的清洗工作顯得尤為重要。 1.4 項目基本情況 項目名稱：四川省**********MWp 并網光伏電站項目 項目地址：四川省******** 該光伏發(fā)電項目設計總裝機容量 ***MWp，實際裝機容量 ******MW 占地 面積約 60 余萬平方米，約 960 畝；該光伏電站有 15 個 **MWp 和 6 個 ***MWp 的發(fā)電單元組成；**MWp 的發(fā)電單元由 290 個組串構成，**MWp 的發(fā)電單元 由 **** 個組串構成，共計 ****個組串，共計安裝 ***塊多晶硅光伏組件。 該電站各子方陣之間有道路，子方陣內部無道路。 圖 1 光伏組件分布圖（衛(wèi)星圖） 該項目所在地形地貌為山地，西、北面地勢較高，東、南面地勢相對較低， 地面較平坦，坡度 30~60，組件朝向不一致。 1.5 地理位置 本項目位于四川省***********************，地理位置坐標為：東經 1*15*′3*″，北緯 2*3*′1*″，平均海拔高度為 1,300m。 該項目所在地****位于****西部，***原東南緣，****下游西岸。 東臨***，***自治州***，南接***市郊，西與*****、****** ***自治縣接壤，北與*****自治州****毗鄰。地勢北高南低，由西北向東 南緩緩傾斜。 下圖 4 是本項目所在地具體位置示意圖（圖中紅色標記位置）。 0 2 本光伏發(fā)電項目所在地 1.6 項目所在地自然環(huán)境概況 ****市*****屬南亞熱帶干河谷氣候區(qū)，具有典型的南亞熱帶干旱季風氣候特點，冬暖、春溫高、夏秋涼爽；氣溫年差較??；太陽輻射強，日照充足，熱量豐富、四季分明；干雨季分明，干季蒸發(fā)量大，雨季集中，雨量充沛，多夜雨、雷陣雨；以南亞熱帶為基帶的立體氣候顯著，區(qū)域性小氣候復雜多樣，熱量雨量分面不均，時有寒潮、霜凍、大風、冰雹、洪澇、干旱等災害發(fā)生。由低海拔到高海拔呈立體氣候特征分布。年均降雨量 1065.6 毫米，年平均氣溫 19.2℃，年平均絕對濕度為 14.7mb，相對濕度為 66.6%。因地形影響，溫度垂直變化顯著，自海拔 1000 米到 3500 米，年平均氣溫由 20.1℃降到 6.2℃，由河谷到高山依次分布著南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶、南溫帶和北溫帶，有“一山分四季，十里不同天”之說。 本光伏發(fā)電項目地理位置坐標是東經 1*15*′3*″，北緯 2*3*′1*″，檢索 NASA 數據庫得到了項目所在地 22 年平均降雨量、環(huán)境濕度與 10 年平均風速如 下表所示。 表 1-1 項目所在地 22 年平均降雨量與 10 年平均風速 每月平均降水量 每月平均濕度 每月平均風速 （mm/day） （%） （m/s） 1 月 0.34 69.3 3.50 2 月 0.41 60.3 4.09 3 月 0.66 52.7 4.58 4 月 0.92 48.4 4.32 5 月 2.64 57.1 3.54 6 月 5.74 68.3 2.98 7 月 7.30 72.4 2.92 8 月 6.04 74.7 2.60 9 月 4.70 78.2 2.59 10 月 2.29 80.5 2.88 11 月 0.83 77.7 3.01 12 月 0.26 74.8 3.14 從上表可以看出，6 月至 9 月降雨量較大風速較低；1 月至 5 月、10 月至 12 月 降雨量較少風速較高；1 月至 5 月降雨量少的同時濕度也較低，空氣中灰塵等懸 浮物相對較多。 2 清洗方案 2.1 組件污染物現(xiàn)狀分析 1、灰塵污染： 根據國內污染情況劃分，四川盆地屬于一般污染范圍，評價取值擬定為一個 月灰塵生成影響為電站發(fā)電量的 5%（一般污染地區(qū)經驗值 5%-8%）。 2、鈦白粉及鈣化綜合沉淀物： 根據現(xiàn)場取樣化驗組件表面白色硬化沉積物為鈦白粉鈣化綜合沉淀物，該物 質特性為拒水、高密度固體污點不透光。現(xiàn)場使用普通水進行清洗，無法去除該 污染物。具有導致組件產生熱斑的潛在風險?，F(xiàn)場取樣送檢經 IV 測試儀檢測， 鈦白粉鈣化綜合沉淀物造成單塊組件功率損失為 15W。如下圖所示： 圖 3 普通水清洗后的組件表面情況 2.2 清洗的目標 1、防止光伏組件由于沉積物長期附著在表面造成熱斑效應、組件衰減以及 其它嚴重后果。 建于項目的長期的鈦白粉鈣化沉積物的持續(xù)產生，如不及時清洗局部遮光， 遮光直徑超過 1cm 或不均勻遮擋物影響組件功率超過 15%，都極易發(fā)生熱斑現(xiàn) 象都極易造成組件的不可逆的衰減，本清洗方案都應著眼于在經濟合理的情況下 避免沉積物所造成的電站安全問題。 2、合理設定清洗頻率，選擇清洗工具設定清洗方式。達到經濟上的投入產 出最優(yōu)化。 本方案通結合過當地降雨量，周圍環(huán)境影響因子綜合分析。為了降低人員投 入成本，合理的安排人員，保證人員工作穩(wěn)定，保證清洗質量，同時在清洗過程當中為了減小組件清洗造成的失配，按照組串式逆變器對應組串數量的整數倍進行工作量設置，需要配置 6 個人員同時進行組件清洗。結合當地降雨量分布情況合理設置清洗頻率，使經濟產出最大化。 2.3 清洗方案概述 1）清洗頻率：根據表 1-1 數據所示攀枝花 6-9 月降雨量較大對組件清洗0次數，四個月中無需清洗。10-5 月份降雨量較小，應根據首次清洗后功率降低到的 STC 下的 85%時進行組件清洗，清洗間隔應控制在 4個月左右，清洗次數控制在1-2 次。 2）清洗劑：清洗劑的使用是針對該電站組件表面存在鈦白粉綜合沉積物的 性質配置。清洗劑的使用應進行現(xiàn)場取樣化驗，根據化驗結果找出適合的清洗劑。 清洗劑應滿足成本低，對組件表面無腐蝕為宜。根據目前現(xiàn)場描述的情況，其中 污染較為嚴重的組件，使用該種清洗劑能去除組件表面鈦白粉綜合沉積物 80% 以上，符合使用要求。 3）清洗劑簡介：本項目中所使用的清洗液主要由偏胺劑、分散劑、包裹劑 組成，偏胺劑：主要作用為剝離組件表面的鈦白粉綜合沉積物，分散劑：主要作 用為提高偏胺劑的清洗速度，包裹劑：主要作用為及時將剝離組件后的污染物包 裹起來，以免造成二次污染。使用后無需對組件表面殘留物質進行特殊處理，殘 留物對環(huán)境無污染，有利于電站環(huán)境治理。 4）清洗方法：組件清洗前使用高壓霧化器將清洗劑均勻噴灑與組件表面進 行預處理，將清洗劑噴到組件表面 5-10 分鐘后，在使用清洗工具對組件進行清 洗，為增加清洗的效率該項目中使用半自動清洗設備協(xié)助清洗人員進行清洗。清 洗設備由：清洗刷頭、高壓水管、大水罐、汽油機高壓水泵構成。 5）運儲水方案：根據現(xiàn)場情況分析萬家山電站區(qū)域方陣之間有道路，小方 陣之間無道路且較為不平整，有道路使用車輛運水清洗的條件，無道路的地方使用水管輸送水到水罐中蓄水。 6）清洗設備供水方案：由現(xiàn)場分布蓄水罐，各方陣的蓄水罐為移動式，距離路最遠距離均已控制在 600m 以內，為了提高清洗效率，清洗機刷頭與汽油機高壓水泵之間的高壓水管應使用長度為 200 米的管道。蓄水罐與汽油機高壓水泵采取自吸式供水。 7）清洗水質要求：在光伏組件清洗前應對組件清洗水質進行檢測，檢測指 標應符合以下事項：渾濁度不超過 5 度，PH6.5-8.5，總硬度（以 CzCO3，計） （mg/L）450，硫酸鹽（mg/L）500，氯化物（mg/L）500，溶解性總固體（mg/L） 2000，毒理學指標氟化物（mg/L）2.0，氰化物（mg/L）0.1，重金屬（mg/L）0.4。 若清洗水質不符合要求后續(xù)費用中還應增加相應的水處理費用。 2.4 資料、圖紙準備 為了使清洗工作順利高效的進行，在進行組件清洗前應掌握相關資料。 2.5 人員配備 我公司投入該項目的技術、質量、安全管理人員都具有多年現(xiàn)場作業(yè)經驗， 所有現(xiàn)場作業(yè)人員在進入現(xiàn)場作業(yè)前都進行針對：作業(yè)安全、清洗操作規(guī)范等培 訓，培訓合格后方可進入現(xiàn)場作業(yè)。該項目我方計劃投入以下人員： 1）項目經理：1 人，負責清洗項目的商務對接、人員調度、作業(yè)進度和其 他重要事項決策。 2）工程技術人員：1 人，負責現(xiàn)場作業(yè)人員的培訓，技術指導以及質量監(jiān) 察，確保清洗工作有質有量的進行。 3）清洗人員：16 人，負責對該項目組件清洗工作，確保組件清洗質量。 2.6 工期預計 該項目本次清洗工期約為：50 天。 2.7 實施方案 1）人員培訓：為了確保作業(yè)人員的作業(yè)安全和規(guī)范化作業(yè)，同時保證清洗 質量，需對作業(yè)人員進行專業(yè)技能和安全培訓，經考核達標后方可進入現(xiàn)場作業(yè)。 2）清洗前 I-V 測試：為了客觀地反映清洗質量，在安全性能測試完成并且安全 性能達標后隨機抽取 5 個組串進行 I-V 測試，并與清洗后的 I-V 測試結果進行對 比（清洗前后測試的組串相同）。 3）清洗：經前期現(xiàn)場考察后，根據污染程度確定清洗液的配比。清洗前先用清 洗液對組件表面進行預處理 5-10 分鐘后在進行清洗工作，清洗過成中2人使用 霧化器對組件表面噴涂清洗液，另14人操作清洗設備對組件進行清洗。 4）清洗后 I-V 測試：為數據化了解清洗質量，清洗后我們對清洗前測試的組串 重新進行測試。 5）清洗驗收。 6）業(yè)主檢查。 2.8 清洗流程概述 1）觀察分析確定清洗試劑配置 首先在清洗前查看光伏組件的污染程度。如果輕度污染，沒有顆粒物，只有 灰塵。我們建議只進行沖洗或者刷洗作業(yè)就可以，這樣能有效的延長組件表面光 亮度年限，增加其壽命。若有鈦白粉鈣化綜合沉積物出現(xiàn)，應根據實際污染情況 配置清洗劑。 2）預處理、刷洗 當需要深度清洗時，如果發(fā)現(xiàn)表面有顆粒物或者不能確定沒有顆粒物。那么 先使用霧化器進行清洗液噴涂的預處理工作 5-10 分鐘后，使用清洗設備對組件 表面進行清洗。 2.9 組件清洗注意事項 1）水溫和組件的溫差不大于 10℃，晚間：18:00至第二天8:00為宜。 2）可使用柔軟潔凈的布料擦拭光伏組件，不應使用腐蝕性溶劑或用硬物擦 拭光伏組件。 3）嚴禁在惡劣氣象條件下進行組件的清洗。 4）不宜在組件溫度過高或輻照度過強的條件下進行清洗。 5）注意清潔設備對組件安全的影響：電池片薄而脆，不適當受力極易引起 隱裂，降低發(fā)電效率。清潔設備對組件的沖擊壓力必須控制在一定范圍內。 6）組件清洗過程中，光伏組件上的帶電警告標識不得丟失。 7）粗掃時用高壓水槍沖洗。 8）清洗時，嚴禁人或清掃設備損壞組件。 9）一天無法完成清洗的方陣因以逆變器為單位進行有計劃的清洗，以免造 成失配。 10）清理時，要避免尖銳硬物劃傷電池組件表面，也要避免碰松電池組件間 的連接電纜。 11）不宜在有礙人員人身安全的情況下清洗組件。 12）在保證光伏組件清潔度的前提下，應注意節(jié)約用水。 3 清洗作業(yè)安全管理 由于作業(yè)場所為光伏電站，電站分部匯流箱、配電柜、逆變器、箱變等高壓 電器設備，接地裝置易觸及附近的帶電運行設備，這樣就必須具備完善的安全措 施才能開展工作。同時作業(yè)人員在開始作業(yè)前必須認真閱讀相關安全規(guī)定和參加 上崗培訓，保證人員的安全是首要任務。作業(yè)人員必須嚴格遵守以下安全注意事 項： 1）進入現(xiàn)場作業(yè)前，作業(yè)人員必須參加上崗培訓，經培訓合格方可上崗作 業(yè)，將安全教育放在工作的第一位。 2）進入電站現(xiàn)場的工作人員必須按要求佩戴安全帽、絕緣手套、絕緣鞋等 安全裝備。 3）嚴禁在大風、大雨、雷雨或大雪的氣象條件下清洗光伏組件。 4）清洗時嚴禁裸手接觸組件和組件間的連接電纜，防止觸電。 5）嚴禁嘗試在電纜破損或損壞的情況下清洗玻璃或組件，可能會導致電擊。 6）防人員剮蹭傷：光伏組件鋁框及光伏支架有許多鋒利尖角。因此現(xiàn)場作 業(yè)人員應穿著相應防護服裝并佩戴安全帽以避免造成人員的刮蹭傷。應禁止在衣 服上或工具上出現(xiàn)鉤子、帶子、線頭等容易引起牽絆的部件。 7）不要觸摸或操作玻璃破碎、邊框脫落和背板受損的光伏組件，以及潮濕 的接插頭。 8）禁止踩踏光伏組件、導軌支架、電纜橋架等光伏系統(tǒng)設備或其他方式借 力于組件板和支架，以防摔傷或觸電。 9）禁止將水噴灑在接線盒、匯流箱、電纜橋架等設備上，以防漏電造成觸 電事故。 10）由于該作業(yè)區(qū)地處山坡，地勢較為險要，作業(yè)時應小心慢行，必要時應 使用安全帶或安全繩。 11）在使用設備時，必須嚴格按照使用說明書進行操作。 12）現(xiàn)場作業(yè)人員必須身體健康，嚴禁身體不適、酒后或恐高者參與現(xiàn)場作 業(yè)。 13）作業(yè)時應至少 2 人同時作業(yè)，互相協(xié)助。 4 光伏電站清洗效益分析 4.1 光伏電站清洗效益 光伏發(fā)電系統(tǒng)清洗效益由光伏電站組件表面污染損失 、全年清洗費用兩部分組成。 1）光伏組件功率損失 A：光伏組件表面白色污漬對組件的功率的影響。 2）功率損失修正系數 B：送至光伏檢測中心測試的組件相對污染較嚴重，為了減小計算誤差，使用功率修正系數 進行修正?；覊m和白色污染物對系統(tǒng)的影響是從無到有累積的過程，因 此該過程也需要進行修正。 3）PR 值：系統(tǒng)實際交流發(fā)電量(actual electric energy )與理論直流發(fā)電量(theoretical ele ctric energy )之比。根據目前電站 PR 值通常都在74%-80%之間。本項目 PR 取一個中間值為 77%。 4）光伏電站每瓦每年發(fā)電量 C：系統(tǒng)實際發(fā)電量與總安裝容量的比值。本項目中根據攀枝花當地的輻照條件取值為 1.4kWh。 5）光伏電站總裝機容量 D：光伏電站實際安裝組件數量與單塊組件標稱功率的乘積。本項目為 30.4623MWp。 6）光伏電站灰塵損失 H：灰塵對組件發(fā)電量影響。 5 組件現(xiàn)場清洗前后 IV 曲線圖 7）光伏電站上網電價 F：二類地區(qū)地面電站標桿上網電價。 8）單次電站清洗費用 G：本項目中根據現(xiàn)場情況和工人工資情況 初次電站清洗費用為 22.9，單次電站清洗費用為 18 萬元。 9）光伏電站年清洗次數 J：本項目中根據當地降雨分布情況，電 站年清洗次數為1-2次。 綜上所述，光伏電站清洗效益（CI）等于可清除污漬損耗費用減去 年清洗費用，即：鈦白粉綜合沉積物效益損失=ABPRCDF灰塵效益損失= HBPRCDF光伏組件清洗費用= GJ光伏電站清洗收益=鈦白粉綜合沉積物效益損失+灰塵效益損失-光伏組件年清洗費用 4.2 光伏電站清洗效益計算 光伏組件清洗費用= GJ光伏電站清洗收益=鈦白粉綜合沉積物效益損失+灰塵效益損失-光伏組件年清洗費用 5 附件