屋顶光伏发电系统使用寿命的优化设计

　　我国的光伏发电系统组件基本都具有较长的理论使用寿命，通常的使用寿命在20年左右，长的达到30年，短的也超过了十年。但是在实际的应用中，往往达不到理论使用寿命，大部分光伏组件在七八年的内就会损坏而无法使用，有些光伏组件的实际使用寿命甚至不超过五年。太阳能瓦片的使用寿命问题更为严峻，根据实际经验，有些地区的太阳能瓦片仅能使用两三年左右。这些使用寿命问题与光伏组件在设计上脱离实际有很大关系，在设计阶段只考虑到了物理冲击与发电能效，忽略了风蚀、酸雨、温差变化等一系列实际因素对组件的侵蚀。因此想要优化太阳能瓦片等光伏组件的寿命，结合实际的使用条件。举例来说，在酸雨频发地区，在设计光伏组件时要特别强化其耐酸碱能力；在风沙较大的地区，要提升光伏组件的抗风蚀、抗冲击能力；在雨水较多的地区，要额外强化屋顶光伏发电系统的防水设计。电站采取在轻钢屋面厂房、仓库屋顶采取沿屋面坡度3度倾角方式安装太阳能板。根据企业中每座厂房、仓库屋顶光伏组件的容量和厂房内负荷大小合理划分几个区域，然后配备容量适当的逆变器，组成几个独立的发电单元，多点并网。采用招标规定的230Wp多晶光伏组件，并合理选择设备配置，为下一步在上海乃至大面积推广和发展建设做好经验积累。自2012年投产来，光伏电站已成功运营了三年的。

　　1 光伏电站运行数据分析

　　电站自2013年投产运行以来，光能产出数据见表1。

　　光伏电站装机容量为32MWp， 共170台光伏发电机组，至2013年5月全部投产，由于设备维修等其他因素并未实现满负荷发电。根据每月统计的产出数据统计出三年来发电量对比如图2和图3。

　　2013年因施工原因，投产机组逐渐增多。发电量在6月全部投产后呈指数上升趋势，对比可见每年7-9月是发电量高峰期，而11月至1月则发电量较低。2014年和2015年发电量变化曲线变化基本一致，图线变化与上海市气象局统计的上海市平均光照曲线变化趋势基本一致。因此光伏机组对太阳能的利用率与太阳辐射变化较为一致。

　　根据图3中三年平均每台产出数据，可看出其中2013年9月平均产出量多，每台机组的平均产出变化较大，机组工作状态不稳定。通过对比发现，只有2013年9月的产出比例超出设计值，其他月份均与设计值相差较大。其中年度总发电量，2013年为设计值的46.3%，2014年为63.2%， 2015年为70%。均未达到设计值参考产能的75%及以上。