發布時間：2020-09-22所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：近年來新能源光伏電站裝機容量在電力市場中的占比急劇擴大，光伏電站的精細化運維研究需要加以關注。本文通過對光伏組件遮擋問題中的鳥糞遮擋問題進行專項分析，通過光伏電站鳥害成因分析，以及多種防鳥害措施的對比，找到適用于光伏電站鳥糞遮擋問題
摘要：近年來新能源光伏電站裝機容量在電力市場中的占比急劇擴大，光伏電站的精細化運維研究需要加以關注。本文通過對光伏組件遮擋問題中的鳥糞遮擋問題進行專項分析，通過光伏電站鳥害成因分析，以及多種防鳥害措施的對比，找到適用于光伏電站鳥糞遮擋問題解決的推薦建議。
關鍵詞：鳥糞遮擋;鳥害成因;防鳥害措施;可行性分析;防鳥害組織措施
背景情況
截止2019年底，國內新能源光伏電站的裝機容量已達2.0億千瓦，根據目前光伏發電的發展趨勢預測，光伏發電在未來電力市場中的占比將進一步的壯大，與光伏發電迅速擴張形成對比，光伏運維方面的研究才剛剛起步。光伏電站的發電原理是太陽光照射光伏組件形成光伏效應產生電能的，而光伏組件的灰塵、鳥糞等形成的遮擋問題一定程度上阻礙了太陽光到達光伏電池的數量，故光伏組件表面的清潔問題直接影響著光伏電站的發電效率，而光伏組件的鳥害(鳥糞遮擋)問題是光伏組件表面臟污和形成遮擋的一個重要因素，因鳥糞粘度大不易清洗，成分復雜容易對組件造成化學腐蝕，不透明導致組件遮擋，輕則影響組件發電效率，重則形成熱斑甚至引起組件著火造成事故，導致光伏電站中的鳥害防治工作在運維工作中越來越突出，亟需進行科學有效的防治。
鳥害形成的特點
鳥害在電力、航空、農業和工業中無處不在，時刻影響著生產和生活的安全。各行各業對鳥害的治理也是不遺余力，采取了各種各樣的方式方法，有效的避免了安全事故的發生。
針對光伏電站的鳥害要做到知其因，才能治其果。鳥害成因主要有以下幾個方面：
1、環境適宜。鳥類生存三要素為吃、住、飲，那么鳥活動的地方必須有食物、有水、有地方筑巢。運行表明，鳥喜歡在有水源的地方(河流、湖泊、水渠、稻田、魚塘、低洼潮濕、沼澤地帶附近)，且有較大或較多樹木、村莊少、僻靜開闊的莊稼地帶活動，因為這些地方滿足鳥類生存三要素(食物、水、巢)，適宜鳥類生存，因此鳥害引起故障常發生在這些地段。
2、季節性變化。鳥害故障發生時間基本分布在一年四季,但季節特性也很明顯,和季節有著很大的關系,區域特性而不同,這與候鳥生活習性有很大的關系，但尤以每年的3月份至10月份為高發期，因為每年3月至10月這段時間一些正是鳥類大量進食，候鳥筑巢繁殖期，而且降雨量偏小導致無法及時沖洗鳥糞，導致鳥糞粘連形成頑固性遮擋，所以導致組件故障率升高。
3、鳥類的適應重復性。鳥類在在一段時間內受到外界較大的干擾后會短暫的離開，但是若不存在致命性威脅，鳥類會在一段時間的適應后會回過頭來繼續在光伏組件上休息、嬉戲、排便等,而且會將一些雜物(如雜草、樹枝、雜物、硬物等)帶到組件的表面，造成組件表面被長期被遮擋，降低組件發電效率，最終形成熱斑導致組件故障。
4、區域性。鳥類有其一定的活動范圍，一般鳥類不會離其活動范圍內太遠處活動，這些地方往往滿足鳥類三要素適宜鳥類生存，安全安靜適宜鳥類休息(如光伏區電線桿線纜附近等)，此類區域屬于重點區域，往往鳥害問題比較突出。這類區域也可結合鳥糞的密集程度、周邊的地理環境、植被情況、水源情況等因素進行鳥類危害區域劃分，做到有的放矢，避免資源的浪費。
5、時間性特征。 光伏電站鳥害的時間特性根據鳥類的活動規律和生活習性來確定：按照有鳥巢鳥類的棲息特點，鳥一般在天黑后才會回到鳥巢進行休息，其余時間在外進行覓食、嬉戲等，期間在組件表面排查糞便，此類主要集中在早上到傍晚時間在光伏區活動;另外一種無固定巢所鳥類按照食物和棲息特點一直在光伏區活動、休息，容易在組件上面排泄糞便。
光伏電站中鳥害(鳥糞遮擋)的成因
1、技術原因：在現有技術中，光伏組件邊框多以鋁合金邊框形式為主，組件安裝到光伏支架上后鋁合金邊框的一側直角邊向上，鳥類很容易著落會在光伏組件上留下鳥糞。鳥糞留在組件上不但會有陰影遮擋，形成熱斑效應，最終可能會導致火災事故的發生;而且鳥糞內化學成分對組件玻璃、鍍膜有腐蝕危害，造成透光率下降功率降低，電站的收益率下降;鳥糞不及時清理造成粘連后導致清洗費用增加，尤其以山地和分布式電站尤為突出。
組件熱斑導致組件背板發黃 組件表面鳥糞
2、管理原因：光伏電站運維精細化程度不夠，對光伏電站鳥害的認識不足，重視不夠，未將光伏電站鳥害納入反措技改，未將鳥害防治納入日常巡檢項目。
隨著光伏裝機容量越來越大，鳥糞遮擋的問題也愈發突顯，成為光伏電站面臨的運維難題，也成為光伏行業越來越重視的研究課題。鳥糞遮擋是引起的光伏電站安全運行的因素之一，造成光伏電站企業安全經濟指標、可靠性指標下降。因此，采取防鳥糞遮擋措施勢在必行。
多種防鳥害方案的可行性分析
因在安裝清洗機器人的光伏電站，一來清洗機器人運行對鳥類造成了一定的驅離效果，二來清洗機器人的每天清洗也有效清除了鳥害造成的危害，故本方案分析僅針對未安裝清洗機器人的光伏電站。
本方案以現行的智能多功能(光、聲、波)驅鳥器、風力驅動驅鳥器、防鳥刺、反光驅鳥彩帶、防鳥線等可以對鳥類造成持續性驅趕效果的技術方案進行技術經濟性評價分析，分析藍本以標準的農光互補大棚電站和標準的高支架光伏電站為基礎進行。
智能多功能(光、聲、波)驅鳥器：自帶太陽能電池板實現電源自供，無需外帶電源。其具備激光、超聲波、噪聲及鳥類敵害聲音模擬的作用，作用方式多變隨機，具備持續性驅鳥效果，目前該設備的最大作用 范圍(即半徑)200米，覆蓋范圍達到188畝，具有安裝數量少，覆蓋范圍大，運維簡單的效果。
風力驅動驅鳥器：帶有閃光鏡、同時在風力作用下會產生鳥類敵害的鳴叫效果，從而對鳥類造成干擾驅離，因風的隨機性，其作用效果也帶有一定的隨機性，故驅離效果較好。但其作用范圍較小，作用范圍5米左右。但其安裝簡單，可粘貼、可固定。其安裝數量按照每個光伏發電最小單元的組件上沿總長度進行統計計算，每10米安裝一臺。
防鳥刺：使鳥類不能降落在特定的區域，從而起到防治鳥類的作用。但對特定的鳥類的可能起不到作用。其安裝數量按照每個光伏發電最小單元的組件上沿總長度進行統計計算。
反光驅鳥彩帶：鍍鋁后的驅鳥帶通常有銀色+銀色、紅色+銀色、金色+銀色等， 驅鳥反光片，形狀有貓頭，鷹頭等形狀，有很強的鐳射反光反射效果，工作原理是通過光線的反射(或者不同顏色的兩面反光旋轉)使鳥的視覺迷亂，產生驚嚇，達到驅趕鳥的效果。該使用方法簡單，把驅鳥帶用繩子固定在支架或組件附近，根據需要，選擇懸掛的數量，另外一端自然下垂，根據需要的數量進行綁扎，驅鳥片/帶通過太陽光線反射，達到驚嚇驅趕鳥的效果，在有風的情況下，鳥片/帶還會發出清晰的金屬樣的響聲，其作用效果隨機，可以持續性的嚇阻鳥類遠離特定區域。其安裝數量按照每個光伏發電最小單元的組件上沿總長度進行統計計算，本計算是按照最大量進行取值，實際安裝數量可能不需要這么多。
防鳥線：在光伏組件的位于高點一側的組件邊框上安裝防鳥線系統，防鳥線系統包括細絲線和架設細絲線的絲線支架，防鳥細絲線細而滑，鳥類看不清、抓不穩，而且鳥類著陸時極易引起細絲線晃動甚至跌落，使鳥類受到驚嚇離開，從而達到防鳥的效果。此種方案經濟適用、安裝簡單、全天候、鳥類觸碰情況隨機、驚擾效果明顯，基本不需要維護、不擾民，不對鳥類造成傷害，因為其驚擾的隨機性，不容易產生適應性。其安裝數量按照每個光伏發電最小單元的組件上沿總長度進行統計計算。其安裝方案詳見附件1。
1、本方案中的標準農光互補大棚容量20MWp，大棚尺寸91m*9.04m，組件功率260W，標稱尺寸1650mm*992mm，150座大棚，占地560畝。
可見，在農光互補大棚中，反光驅鳥彩帶具有明顯的價格優勢，智能多功能驅鳥器價格其次，防鳥線價格也不算柜，三者各有優勢。綜合考慮，建議在農光互補大棚光伏項目中推薦反光驅鳥彩帶、智能多功能驅鳥器、防鳥線這三種防鳥害方案。
2、本方案中標準的高支架光伏電站項目容量20MWp，組件標稱尺寸1650mm*992mm，組件功率260W，每22塊組件形成一個發電陣列，組件標稱尺寸1650mm*992mm，占地560畝。
可見，在高支架光伏電站項目中，反光驅鳥彩帶具有明顯的價格優勢，智能多功能驅鳥器重在安裝維護簡單、作用時間長久，成本低廉，防鳥線在單排布置的光伏電站中價格優勢明顯降低，對于防范地面光伏小型鳥類效果明顯。綜合考慮，建議在高支架光伏電站項目推薦反光驅鳥彩帶、智能多功能驅鳥器兩種實施方案。
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綜上，在農光互補大棚光伏電站或高支架光伏電站的防鳥害治理中，推薦結合現場實際進行驅鳥彩帶、智能多功能驅鳥器和防鳥線三種防鳥害方案的經濟效果綜合評價，根據場站光伏組件安裝模式的不同，細化方案，制定符合現場實際的最優防鳥害綜合方案，并結合現場實際進行方案的實施效果評價。對于漁光互補的光伏電站，其鳥害特點為：鳥類多為群聚性鳥類，且鳥類體格較大，鳥害成因多為鳥類飛翔盤旋在光伏組件上空，在空中排泄糞便導致的光伏組件遮擋，這與地面光伏電站鳥糞遮擋問題存在很大的不同，對于此項問題，防鳥線及防鳥帶作用不大，根據防鳥害措施的技術特點和成本情況，建議漁光互補電站采用智能多功能驅鳥器進行防鳥害治理，對于大型漁光互補電站，為了減少驅鳥措施的投入成本，建議在光伏陣列周圍設置設置驅鳥帶，在鳥類進入光伏陣列之前進行提前驅離。——論文作者：李崢峰
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