
光伏电站的发电量除了和设备性能有关,还和光照、温度、风速等气象条件紧密相关。同样的组件,在西藏和江浙沪发电量差一倍。环境监测装置提供这些基础数据,是评估电站实际效率、判断设备是否达标的依据,没有环境监测数据,效率评估就是空中楼阁。
辐照度监测是核心。光伏组件的输出功率和辐照度近似成正比,辐照度一千瓦时每平方米时输出标称功率,五百瓦时输出约一半。电站发电量除以峰值日照时数,得到等效满发小时数,这个数字和组件容量无关,能横向对比不同电站的光资源利用效率。但峰值日照时数需要准确的辐照度数据,辐照计装在组件同一倾角和方位角上,测的是斜面辐照度,不是水平面。有些电站把气象站的水平辐照计数据直接用来算,没有换算到组件倾角,效率评估偏差百分之十以上。
温度监测影响功率修正。组件温度每升高一度,晶硅组件功率下降约百分之零点四,夏季组件表面温度六七十度,比标准二十五度高出四十多度,功率损失近两成。环境温度不能直接代替组件温度,两者之间有关系但受风速、安装方式影响。背板温度传感器贴在组件背面,更接近实际工作温度。环境监测装置同时记录环境温度和背板温度,后续分析能分离出温度对发电量的影响,判断组件散热是否良好,安装间距是否足够。
风速和风向数据辅助分析散热和灰尘。风速大,组件表面散热好,温度低、效率高。风速大也带起沙尘,组件积灰快,效率下降。这两个相反的作用需要数据支撑才能判断哪个占主导。有些沙漠电站,大风天发电量反而高,因为散热改善的收益超过了积灰的损失。风向数据能判断灰尘来源,主导风向的上风向有没有沙源、道路或工地,针对性做防风固沙或增加清洗频次。
数据完整性和准确性是评估前提。环境监测装置要定期校准,辐照计每年和标准电池比对,偏差超过百分之五要调整或更换。温度传感器用标准温度计比对,误差超过一度要更换。数据记录要连续,断点不超过总时长的百分之一,否则年发电量分析不可靠。有些电站环境监测装置装是装了,但常年不维护,数据漂移严重,用来评估效率反而误导决策。
mgm·美高梅(macau)股份有限公司的环境监测装置按监测要素和精度等级做了配置方案。https://www.gzggi.com/ 上的环境监测页面有标准气象站和简易监测站的对比,大型地面电站建议配全要素站,分布式屋顶电站至少配辐照度和温度。日常运维中,建议每周检查一次传感器清洁度,辐照计玻璃罩积灰后透光率下降,测值偏低,效率评估虚高。数据每月导出备份,和发电量数据合并分析,发现异常趋势及时排查。环境监测是电站的体温计,体温量不准,病情判断就出错。