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太阳能电池板监测系统的现状

编辑:福州迈新医疗设备有限公司  字号:
摘要:太阳能电池板监测系统的现状

就日本太阳能电池板监测系统的现状,记者采访了在横滨市经营EPC服务公司,同时担任日本PV策划师协会理事的池田真树。

——日本接连启动了百万瓦(MW)级光伏电站,是否已形成监测太阳能电池板的发电量、及时发现不合格品,并检测性能劣化的系统?

池田:日本的MW级光伏电站一般通过单独监测每台光伏逆变器(PCS)的发电量的方法来积累数据。1.5MW(1500千瓦)级别的发电站要设置3台500kW的PCS。1台PCS可监测3000~4000块太阳能电池板的发电量。每块电池板的发电量本来就或多或少有些不同,而且会随着云层的流动和阴影的变化等时刻变化。即使有十几块太阳能电池板发生异常,发电量大幅降低,仅靠监测每台PCS的发电量进行相互是很难发现的。

投入使用后不久就发现有约40块电池板输出异常

——那就是说,除非出现几百块太阳能电池板发生异常等导致输出功率大幅下降的情况,否则就无法发现?

池田:可以减少1台PCS监测的电池板的数量,这样就能及时发现不合格品。本公司负责建设的一座1.5MW的光伏电站在投入使用后不到一年的时间里,就通过监测系统发现了约40块太阳能电池板的输出异常,及时联系电池板厂商进行了更换。之所以能发现不合格品,是因为这座电站采用了名为“串(string)监测”的监测系统。

“串”是指串联多块太阳能电池板(太阳能电池模块)的一个电路,一般会串联10~20块电池板。MW级光伏电站在架台下的集线箱中并联多个串,统一连接多个集线箱至PCS。“串监测”会测量每串电路的发电量,随时监测并积累数据。具体实现时要为集线箱安装传感器。

在这座光伏电站里,就是通过比较每串的发电量数据,发现了几个发电量较低的电路,然后用检查设备逐一检查那几串电池板,最终发现了不合格品。锁定“可疑”串后,如果是经验丰富的专家,找出这一串中哪块电池板异常并不是什么难事。在这个案例中,约40块电池板的输出功率降到了额定值的1成以下,几乎已经不发电了。

——串联的电池板哪怕只有部分发生异常,也会形成电阻,导致串电路整体的输出功率大幅降低。这样的话,对每台PCS单独监测应该也能发现吧。

池田:太阳能电池板的电路里嵌有名为“旁路二极管”的器件,采用即使部分发生异常产生电阻、也能让电流避开这部分来使输出功率不会降低的电路设计。即使有一块电池板完全不发电,其所在串电路也会忽略这块电池板继续发电。像MW级光伏电站这种大规模系统,旁路二极管从某种意义上来说是个障碍,会增加发现不合格电池板的难度。在几千块电池板中,就算有几块不发电,想从整体发电量中发现异常是非常困难的。刚才说的那座电站也一样,如果不采用串监测方法,根本发现不了40块异常电池板。

串监测在德国已经普及

——串监测在日本的MW级光伏电站中普及到什么程度了?

池田:在1M级的光伏电站中,串电路多达400~500个。为所有的电路安装测量器件进行监测需要很高成本。不过,在德国等地,串监测基本已普及,日本也陆续有MW级光伏电站采用。最初,串监测系统大多是海外生产的,成本也很高。不过最近日本的检查设备厂商也陆续推出了此类产品,选择变得更多。这些监测装置必须具备通信功能,因此,以日本的通信标准为前提设计的日本产系统用起来更方便。随着日本厂商制造的系统增加,今后会有越来越多的光伏电站采用串监测。

——您认为太阳能电池板不合格品的比例是多少?

池田:本公司在那座光伏电站中发现的约40块不合格品是在约1万块电池板中发现的,按这个比例来看,应该引起重视。而且还都是日本大型厂商的品牌。不过,实际上是从海外太阳能电池板厂商手中采购太阳能电池模块的OEM产品。随着日本的固定价格收购制度(FIT)而兴起的MW级光伏业务,其基本方针是尽量降低建设成本、提高投资效率,因此都想采用成本较低的海外产品,简化监测系统。

我并不是想否定海外厂商的电池板,不过在日本的气候和环境下使用时,能否保证20年的品质是个未知数。在以房顶设置为主的时期,日本厂商中也有过出现不合格品的企业,但都诚恳地进行了更换。经过这些教训后,最近10年日本厂商的产品品质非常稳定,可靠性不断升高。虽然海外厂商中也有号称能保证20年品质的企业,但并不能保证20年后这些企业还健在。

但在日本MW级光伏电站的建设市场上,包括OEM在内,海外厂商制造的太阳能电池板占一多半。推行FIT促进政策后,含有相当多数量的海外不合格电池板的不合格的MW级光伏电站会越来越多,届时,还可能出现电池板厂商和设计施工公司都消失的情况。那样的话,发电运营商也毫无办法只能默默承受。正因为如此,通过串监测等构筑细致的运行维护体制,及时发现问题、及时采取对策的做法越来越重要。

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