首頁>解決方案>大型地面太陽能電站清洗方案

1、  概述

大型太陽能發電站通常指的是超過10兆瓦以上、占地面積超過5萬平方米以上的光伏電站。一般建在偏遠地區,氣候干旱少雨、風沙大。沙塵嚴重影響光伏發電效率,需要定期清洗。

1.1   主要問題

場地地形:大型電站的場地多數是沒有硬化的沙土地,高低不平,車輛人及機械設備行走困難。

供水:清洗用水問題影響成本和效率。尤其對于缺水地區,需要在清洗效果和節水之間取得平衡。

清洗設備:因為太陽能產業近幾年才開始高速發展,太陽能清洗設備的進展還跟不上;各種清洗設備,例如清洗機、大型清洗車、清洗機器人等都有投入使用,但能夠被廣泛認可、能達到成熟商業應用的設備,還很少。

清洗時間:大型電站需要在有限的時間內完成全部清洗。因為污漬對光伏發電的影響不是線性的,隨著污漬物增加,發電效率會驟然下降。大型電站占地遼闊,如果不能在幾天內完成全部清洗,局部地方的沙塵會過量聚集,嚴重降低發電能力。

1.2   清洗行業現狀

目前采用的清洗方式主要有人工純手工清洗、人工用工具清洗、機械化清洗車清洗這幾種方式;另外的在光伏電池板安裝固定網管噴淋、光伏板上放置爬行清洗機器人等方式,由于清洗效果、效率、可靠性、成本等原因,應用尚未普及。

這些清洗方法使用的清洗介質一般是清水或有著更好效果的經離子交換處理的軟水,使用清水時,在水干后,由于水中鈣、鎂離子等雜質影響,會留下水漬,而軟水一般不會留水漬。

無水清洗雖然有過很多探索嘗試,但因其靠干摩擦把沙塵移除,長期使用存在過度磨損太陽能電池板表面的危險,電池板表面過度磨損會提前結束其使用壽命;故無水清洗還處于探索研究階段。

進口或國產的機械化清洗車近幾年開始有探索性的應用,其清洗效率較高、節省人力,但需要在較平整的場地使用。發生過的問題有:耐久性差,故障率高;安全性差,曾經撞壞過電池板,若達到滿意的清洗效果時,清洗速度達不到理論值;對于山坡、水面、屋頂光伏發電等場地不適合。目前成熟可靠的商用清洗車還很少見。

人工純手工清洗是先用水管沖刷淋水,然后再用抹布、拖把等最簡易的手工工具清洗,這也是目前我國大部分地方最常用的辦法。此方式操作簡單、最容易實施,適合任何光伏發電場合,幾乎不需要設備投資,清洗效果一般。但很明顯,此方法效率很低、工人勞動強度大,耗水率也較大。

2、  建議及方案

基于此,本公司基于多年行業經驗及本公司設備,提出如下建議及方案

2.1   場地建議要求

截止目前,在大型太陽能電站建設中,普遍忽略后期清洗維護所需要的場地條件建設。一般就是安裝完成光伏電池板了事。場地地面還是原生態地面。為此建議在設計、建設光伏電廠時就必須考慮將來清洗維護的場地要求,具體為:

1、場地平整,電池板行間地面要求能夠長期行駛輪式車輛。

2、揚塵的處理,刮風或者車輛行駛時要求沒有揚塵,避免二次污染。有條件的地方地面應全部硬化,或者采用碎石(礫石)覆蓋、電池板下面綠化等方式。

3、預埋的管線要耐壓,需要深埋。

對于已經建成的太陽能發電廠,除上述的揚塵處理、管線再做防壓處理外,大規模改建很難實現,只能根據具體條件,盡量將電池板行間地面平整、硬化。

供水

水是清洗電池板必須的資源。根據我們的經驗,通常,太陽能電池板每平方米清洗一次的耗水量大于1,也就是說,對于一個二十兆瓦的地面太陽能電站,加上損耗的話,每清洗一遍耗水量要超過200噸。

水的來源主要有周邊湖泊、河流,或者打井。過濾掉沙粒雜質等就可使用。

建議使用軟水

一般水中含有不少無機鹽類物質,如鈣、鎂鹽等。這些鹽在常溫下的水中肉眼無法發現,水蒸發后,便有不少鈣、鎂鹽以碳酸鹽形式沉淀出來,會在電池板表面形成水漬。通常把水中鈣、鎂離子的含量用“硬度”這個指標來表示。硬度1度相當于每升水中含有10毫克氧化鈣。低于8度的水稱為軟水,高于17度的稱為硬水,中國西北部大部分地區的湖水、井水都偏硬。水越硬,清洗效果越差。

大型太陽能電廠最好使用軟水清洗電池板。應該安裝離子交換軟水處理裝置處理硬水。對于一個二十兆瓦的地面電站,軟水處理裝置投資一般在幾萬到十幾萬之間,而后期維護費很低(僅需要定期投工業鹽),能夠顯著提高清洗效果。

2.2   設備配置及清洗方案

基于目前行業現狀及我公司現售的設備,對于大型電站(太陽能電池板最高點在4以下),提供的流水線式班組清洗解決方案如下,見下圖:

說明:圖中帶有水泵的運水車容量4立方水以上,輸出水壓0.3兆帕以上,可同時帶動35臺手推式太陽能電池板清洗機,此清洗機噴水清洗一次完成,轉速1250/分鐘,只需推著在電池板表面行走即可達到清洗效果,無需往復擦拭操作,所以效率較高。幾臺清洗機同時清洗,后面跟幾人手持光伏水刮,同時刮水。

 

 

參考配置如下。

手推式雙腳輪太陽能電池板清洗機

光伏水刮

設備配置:

運水車(4噸)一臺+電池板清洗機三臺+光伏水刮三臺

人員:8~9人。

其中:運水車司機一人,清洗機操作員三人,光伏水刮操作員三人,管理及輔助一至二人

2.3   清洗能力(作業效率)

前述配置下,整個班組的清洗速度相當于人正常步行速度,即1/秒。

換算后理論上每班(8小時)清洗面積為:46000平方米

考慮到補水、換行等因素,實際工作效率約65%。即:

每個班組每天清洗=46000*65%=3萬平方米,即大約4兆瓦的太陽能電池板。

平均每人每班清洗3300平方米

實際清洗能力:對于一個二十兆瓦的電站,一個班組約5天可以完成清洗。

3、  成本計算

 

太陽能電池板清洗成本概算表
(一個班組每天成本費用預估值)

項目名稱

單位

數量

單價
(單位:人民幣元)

合價
(單位:人民幣元)

人工費

工日

9

220

1980

清洗機設備費
(含折舊費)

1

200

200

運水車機械臺班費

1

1000

1000

水費

64

10

640

現場管理費
(=
人工費*18%

1

356

356

綜合管理費
(直接費*18

1

752

752

合計

4928

 

備注:

1、耗水量按每臺清洗機0.75/秒計算,用戶可以根據供水條件調整耗水量。用水量越大,清洗效率及效果越高。

2、設備折舊按3年計算

3、每兆瓦太陽能電站按7500平方米估算。

結論:由上述概算表可見,一個9人的班組,清洗一個20兆瓦電站,約需要5個工日,費用約2.5萬元。如果按目前市場上每平方米每次清洗0.30.5元人民幣的通常價格計算,采用此方案的稅前毛利超過50%

 

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