光伏行业经过沉淀,再次进入新一轮景气周期,迎来第二波扩张潮,晶科等新贵已崭露头角。
大气污染的治理既关系到民生问题,也影响经济的发展,是需要长期得到关注和重视的。而现在,我们知道这样治理大气污染也会带来很大的经济效益:因为晴朗的天空可以提高太阳能电池板的发电潜力。
斯威茨和他的同事们发现:在这 55 年间,空气污染使潜在的太阳能发电减少了约 13%。相关研究发表在Nature Energy 杂志上。今年年初一家中国光伏行业组织表示,中国在 2018 年新增太阳能发电装机容量约为 43 千兆瓦(GW),同比下降 18%。图 | 1965 年 ~ 2015 年中国太阳能的利用率变化曲线(利用率指太阳能电池板的实际输出功率与最大输出功率之比)(来源:Bart Sweerts /Nature Energy)根据研究推测,在 2016 年可能导致了 14 太瓦时(即 14 万亿瓦/小时)的发电量损失,这相当于突尼斯全国的年发电量。即使对于中国这样的国家来说,这个数字也是相当可观的。
中国支持各地区在城市住宅或其他建筑上部署太阳能发电设备,但由于大气污染等相关问题,这些城市里的太阳能电池板受到了较为严重的打击。而且,人口密度越高的地区,大气污染问题也严重,所以相应的太阳能电池板的发电效率就越差。那么问题来了,更大量的数据怎么拿到?如何判断电站故障在哪里?此外,我们注意到,光伏电站大多地处环境恶劣的废地、沙漠、戈壁、荒山等处,运维人员甚至运维自身的生活都有挑战,又如何助他们尽量减少工作量?数字化电站的最后几块拼图IV曲线检测、自动清洗、自动安装步入2019年,行业都在呼吁更智能的电站运维方式,产业内领军企业正在推动各项技术,补齐智能电站的剩余几块拼图:以华为等企业为代表推广的IV智能诊断来解决由于组串数量众多组件难以找到故障,巡检难的问题。
光伏电站建设周期一般三个月到半年,但却要使用25年,时间比2:98,所以对于一座电站来说,既不能先天不足,也不能后天失养。IV曲线组串智能诊断技术是国家电投黄河水电希望解决当前传统巡检方式的痛点,与华为公司联合开发的。另外是降低成本和减少人工,目标直指无人值守的少人值守模式,还包括通过运维总部的专家意见对现场进行快速故障排查,提高运维效率。比如大家说的少人值守,现在电站的哪些工作,是能够交给后台数字来管理的,而不需要每天跑现场。
机遇号在2018年6月遭遇到了席卷火星的沙尘暴,与美国宇航局失去联系。电站的数字化趋势是光伏产业的共识,实现起来也是一个复杂的过程,需要光伏整个生命周期各类型厂家的联动。
通过海量的数据结合厂家对设备智能化的升级,搭配标准化的运维管理思想接入智能运营平台,实现线上线下互联,保证发电、管理和运行过程的透明。这些故障如果不排除,25年里将给电站减少500多万的收益,甚至随着故障累计,损失会逐步加大。这五年中的电站,由于各种问题带来的电站损失以及售后问题频发。随着中国光伏制造越来越成熟,多场景设计与施工技术的完善,以及越来越多的光伏熟练工人,制造和施工的问题都在逐步好转,而因为电站管理产生的损失,却常得不到重视。
随着2013年后,国内光伏电站逐步增多,光伏运维也开始兴起。一位资深的一线运维人员向笔者介绍:组件常见故障分为遮挡、失效、玻璃爆、热斑四大类。根据黄河水电发布的资料:通过智能光伏管理系统和智能光伏控制器,可以在线、全量高精度检测每个组串,并达到专业户外IV测试仪器精度。运维公司通过数字化的手段来驱动运维的管理,使运维模式发生的变化。
组串内部的组件故障,通过组串智能诊断实现预警,同时可进行电站健康状况的综合评估,实现问题的主动发现和预防性维护。这些问题有些是因为生产质量问题,有些是因为施工不当造成,更多的则是因为后端管理工作不到位引起的。
运维技术飞速发展,但商业模式却在不断退化,持有超过300MW的光伏电站,企业就几乎都会选择自己成立运维公司,因此,运维水平是参差不齐的。这也给电站带来新的计算模型,提升10%发电量,对业主增加的收益远超过10%,或者也可以视作节约10%的投资成本。
其它几家同类企业也看到这项技术的优势,也已推出相似的解决方案,光伏电站智能化可谓大势所趋。按这个比例计算,截止2018年中国建成的174.63GW光伏电站中,有超过24GW存在或大或小问题的光伏组件。而且一键启动,无需专业设备,无需人员现场操作在线扫描所有组串IV曲线,单子阵诊断启动到报告生成只需15min,整个过程对发电量损失几乎没有。NASA认为是由于机遇号的光伏板被遮挡,发电能力下降,无法获得足够电力来维持它的运转。组串电流持续通过接线盒会使接线盒温度过高,长期存在安全隐患。业内通过集控中心来远程管理,保证电站的良好运行。
在黄河水电的龙羊峡电站9区38号子阵,采用IV诊断技术,即刻发现了8块故障组件,占比为子阵组件总数的0.17%。而智能IV检测技术,不仅能实现每个组串的扫描测试,而且能迅速评估组串健康状态,输出故障报告,并给予前瞻性维护建议,做到带着解决方案进场。
上文中的那位一线运维人员告诉笔者,使用智能IV诊断技术,可以检测超过14种异常类型,智能分析IV曲线数据,自动识别组串问题根因,并提供组串诊断报告。但在这个阶段,电站的远程管理、数字化引导成为了很多厂家的共识,降本增效的运维服务在高科技面前是可行的,而且一定是趋势。
1、组件遮挡:由灰尘和周围存在遮挡物产生,长期灰尘遮挡会腐蚀电池片和玻璃,同时导致组件热斑及二极管循环导通。同时笔者也找来了一份华为公布的数据,他们用IV曲线智能诊断系统,为黄河水电检测了60MW、10442个组串,发现128串故障组串,故障率1.22%,发电量损失4%-6%。
4、组件热斑:热斑导致组件功率衰减失效或者直接导致组件烧毁报废。2014年开始,黄河水电与华为开始推行智能光伏概念,其中除了应用组串逆变器提升电站整体效率的同时,也将行业带入了运维2.0时代。导致组件功率失效或出现漏电危险事故。这阶段,光伏电站的管理运维向两个方向发展:首先是电站开启数字化经营之路,向精细化管理迈进。
其次,测试需要带上相应的测试设备,把组串拆下来,效率比较低。以及现在有企业正在研发的自动化安装。
肉眼无法准确判断,需要借助仪器或通过异物遮挡判断。而随着自动安装技术发展,山地、池塘等复杂地形施工也将得到更高效、更高质量的解决方案,可以做到从电站的设计建设、运维的全周期自动化,届时,光伏电站才真正做到数据化、智能化。
实际上部分企业仍然是用"高科技"的方式擦板子。一个原因是电站的管理成效和损失都几乎是隐形的,在电站没有做到数据化的时代,这些问题很难暴露出来。
而从问题组件可以看出,大部分是二极管故障,占到91.4%。同时利用机器人技术可以更有效地保障电站的发电量和收益率,10%的提升发电量在平价时代,机器人会变成光伏电站的标配,以后电站清扫也会实现无人化,这样光伏电站的收益模型也会更加准确和可控。但是按照原黄河水电公司0.3%的抽样率,在该子阵中能够抽样到故障组件的概率仅为2.4%,即有97.6%的概率抽样不到故障组件。174GW的光伏电站,以270W组件折算,差不多有6.3亿块组件。
而且由于抽检率低,对电站的评估不全面。通过清洗机器人不仅能够减少人工成本、提高清洗效果,还可以减少电站意外对于人员造成的伤害。
而从2013年中国正式出台上网标杆电价,也已过了5年时间。在黄河-华为的方案成熟后,这套系统目前在业内应用了3GW。
即使被认为是品质代表的欧洲,每年更换的组件数量也在5GW左右,这其中除了更换组件之外,还有做超配平滑发电曲线和提高单位面积发电量的因素在内技术价格的下跌,以及对太阳能光伏的强劲支持,将会带来新兴市场的机遇上升,在一定程度上弥补了主要市场安装数量下降的影响。
版权声明:本文为原创文章,版权归 兄友弟恭网 所有,欢迎分享本文,转载请保留出处!