太原市屋面光伏承重檢測
1 光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)分析
電站自2013年投產(chǎn)運(yùn)行以來，光能產(chǎn)出數(shù)據(jù)見表1。
光伏電站裝機(jī)容量為32MWp，共170臺光伏發(fā)電機(jī)組，至2013年5月全部投產(chǎn)，由于設(shè)備維修等其他因素并未實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷發(fā)電。根據(jù)每月統(tǒng)計的產(chǎn)出數(shù)據(jù)統(tǒng)計出三年來發(fā)電量對比如圖2和圖3。
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2013年因施工原因，投產(chǎn)機(jī)組逐漸增多。發(fā)電量在6月全部投產(chǎn)后呈指數(shù)上升趨勢，對比可見每年7-9月是發(fā)電量高峰期，而11月至1月則發(fā)電量較低。2014年和2015年發(fā)電量變化曲線變化基本一致，圖線變化與上海市氣象局統(tǒng)計的上海市平均光照曲線變化趨勢基本一致。光伏機(jī)組對太陽能的利用率與太陽輻射變化較為一致。
根據(jù)圖3中三年平均每臺產(chǎn)出數(shù)據(jù)，可看出其中2013年9月平均產(chǎn)出量*多，每臺機(jī)組的平均產(chǎn)出變化較大，機(jī)組工作狀態(tài)不穩(wěn)定。通過對比發(fā)現(xiàn)，只有2013年9月的產(chǎn)出比例*出設(shè)計值，其他月份均與設(shè)計值相差較大。其中年度總發(fā)電量，2013年為設(shè)計值的46.3%，2014年為63.2%，2015年為70%。均未達(dá)到設(shè)計值參考產(chǎn)能的75%及以上。
2 未達(dá)設(shè)計值影響因素
太陽能電站產(chǎn)除了受環(huán)境因素影響，還與自身構(gòu)造、電池板材料有關(guān)。下面根據(jù)研究，可能會產(chǎn)生主要影響的要素分析如下：
2.1 環(huán)境因素對太陽能電池板能效的影響
溫度和太陽能輻射照度是影響太陽能設(shè)備輸出效率的兩個主要因素。其他環(huán)境因素，如風(fēng)、雨、云層和太能輻射分布會通過對溫度和太陽能輻射度的間接影響從而影響設(shè)備效率[3]。
2.1.1 溫度
當(dāng)光伏組件在環(huán)境溫度為25℃時工作時，其實(shí)際操作溫度將**環(huán)境溫度，并導(dǎo)致14%的能源轉(zhuǎn)化損失[4]。一般來說，單晶硅額定電池工作溫度（NOCT）為40℃。NOCT是指當(dāng)太陽能組件或電池處于開路狀態(tài)，并在以下具有代表性情況時所達(dá)到的溫度[5]。
（1）電池表面光強(qiáng)： 800 W/m2
（2） 環(huán)境溫度： 20℃
（3）風(fēng)速：1m/s
（4）電負(fù)荷： 無（開路）
（5）傾角：與水平面成45°
（6） 支架結(jié)構(gòu)：后背面打開
通過對光伏組件電能生產(chǎn)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)[2]，高溫會導(dǎo)致組件產(chǎn)能下降。高風(fēng)速會使環(huán)境溫度下降，從而降低了光伏組件工作溫度，提高產(chǎn)能。低溫是光伏組件的理想工作環(huán)境。當(dāng)環(huán)境溫度**25℃時，電能損失為標(biāo)準(zhǔn)測試條件（STC）功率的10%，光譜、組件衰減和其他因素會導(dǎo)致約7.7%的電能損失。
1、鋼結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)的檢測指的是對鋼質(zhì)構(gòu)件的性能或者質(zhì)量的檢測，其中可以細(xì)分為鋼構(gòu)件的連接、材料性能、尺寸與偏差、損傷與變形涂裝與構(gòu)造等方面的檢測項(xiàng)目。在必要的時候，應(yīng)該進(jìn)行構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的動力測試或者實(shí)載檢驗(yàn)。與混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)在工程的應(yīng)用中有著質(zhì)量輕、材質(zhì)均勻、強(qiáng)度高、韌性和塑性都比較好等特點(diǎn)，在某些工程建筑方面有著明顯的優(yōu)勢。在鋼結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)上，基本都是對其他行業(yè)的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)和借鑒。通常采用的方法有滲透檢測、物流檢測、射線檢測、磁粉檢測、涂層厚度檢測、超聲波無損檢測以及鋼材銹蝕檢測等。
現(xiàn)階段的太陽能板追蹤系統(tǒng)控制趨勢是利用開環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)太陽能輻射的地點(diǎn)和時間，給出太陽輻射方向。當(dāng)接收器接到溫度和流量分布的模擬信號后，計算機(jī)根據(jù)輸入算法中的模擬公式給出每塊板支架的偏移量�？刂茀�(shù)的準(zhǔn)確性會因時間、經(jīng)度和緯度、支架位置、處理器**度和環(huán)境干擾等因素而產(chǎn)生誤差。
很多太陽輻射位置算法的研究均利用了小型計算機(jī)。很多算法利用微型計算機(jī)增加了追蹤**度。但研究表明此種算法只在有效時間段內(nèi)有效[7]。大型計算機(jī)在長期數(shù)據(jù)監(jiān)測下可以準(zhǔn)確預(yù)測太陽輻射位置并將誤差縮小至0.003度，但經(jīng)濟(jì)成本太高。
屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)使用壽命的優(yōu)化設(shè)計
我國的光伏發(fā)電系統(tǒng)組件基本都具有較長的理論使用壽命，通常的使用壽命在20年左右，長的可以達(dá)到30年，*短的也*過了十年。在實(shí)際的應(yīng)用中，往往達(dá)不到理論使用壽命，大部分光伏組件在七八年的時間內(nèi)就會損壞而無法使用，有些光伏組件的實(shí)際使用壽命甚至不*過五年。太陽能瓦片的使用壽命問題*為嚴(yán)峻，根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，有些地區(qū)的太陽能瓦片僅能使用兩三年左右。這些使用壽命問題與光伏組件在設(shè)計上脫離實(shí)際有很大關(guān)系，在設(shè)計階段只考慮到了物理沖擊與發(fā)電能效，忽略了風(fēng)蝕、酸雨、溫差變化等一系列實(shí)際因素對組件的侵蝕。想要優(yōu)化太陽能瓦片等光伏組件的壽命，必須結(jié)合實(shí)際的使用條件。舉例來說，在酸雨頻發(fā)地區(qū)，在設(shè)計光伏組件時要特別強(qiáng)化其耐酸堿能力；在風(fēng)沙較大的地區(qū)，要提升光伏組件的抗風(fēng)蝕、抗沖擊能力；在雨水較多的地區(qū)，要額外強(qiáng)化屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的防水設(shè)計。電站采取在輕鋼屋面廠房、倉庫屋頂采取沿屋面坡度3度傾角方式安裝太陽能板。根據(jù)企業(yè)中每座廠房、倉庫屋頂光伏組件的容量和廠房內(nèi)負(fù)荷大小合理劃分幾個區(qū)域，配備容量適當(dāng)?shù)哪孀兤�，組成幾個獨(dú)立的發(fā)電單元，多點(diǎn)并網(wǎng)。采用國家統(tǒng)一招標(biāo)規(guī)定的230Wp多晶光伏組件，并合理選擇設(shè)備配置，為下一步在上海乃至全國大面積推廣和發(fā)展建設(shè)做好經(jīng)驗(yàn)積累。自2012年投產(chǎn)來，光伏電站已成功運(yùn)營了三年的時間。
