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光伏组件中彩虹纹形成与处理

光伏电站在日常运行中,组件表面会产生积尘,如未及时清理,在外部环境高温、雨水、灰尘堆积及其它杂质附着作用下会发展为彩虹纹(在太阳光直射时,肉眼观察组件玻璃表面时会看到有彩虹色样条)。严重影响组件玻璃的透光性,继而影响光伏组件的发电效率和使用寿命。 组件表面的彩虹纹严重时将很难清除,尤其当电站附近有排放酸、碱性烟雾及油性气体的工厂时,组件清洗和彩虹纹清除将更加困难。

通过观察可以发现彩虹纹更多的形成区域在组件边框的下方,且一般与组件表面积尘量有关。积尘越厚、时间越久、彩虹纹越明显,积尘宽度越宽、彩虹纹区域越宽。积尘累积的主要原因是组件边框高于玻璃表面,积尘在组件表面因重力及小量流水原因会下滑,下方边框较高,阻挡了灰尘继续下滑,因此会集中堆积在组件下边框附近,在环境湿度较大或产生降水但降水不足以将灰尘冲下时,灰尘受潮会牢固黏贴在玻璃表面,形成顽固性积尘。同理,无边框的薄膜类组件区域性积尘现象就很少发生。

积尘遮挡了部分阳光,遮挡区域的电池片电阻升高,产生相对高温。同时组件表面玻璃采用减反射镀膜处理工艺,用来减少光的反射和散射。由于减反射镀膜玻璃是一种钠钙玻璃,这种玻璃处于高温、高湿环境下会形成硅酸凝胶和氢氧化钠,硅酸凝胶附着在玻璃表面影响透光性,氢氧化钠长时间滞留于膜层内部会腐蚀、破坏二氧化硅反射膜,膜层反射层被破坏后透光率和防反射作用进一步下降,因此表面会出现彩虹纹。 

于田电站附近大型重工业工厂较少,无大量排放的酸碱性烟雾及油性气体。主要是沙尘较多,因此下边框处存在的牢固性粘贴物以积沙为主,主要泛白色,只要及时清洗,此类彩虹纹对组件的影响有限。 

图3组件在使用高压清洗车清洗后,仍能看见组件表面的彩虹纹(绿色框内),可见彩虹纹形成初期就已不易清洗。但采用抹布等具有摩擦性质的清理方式后,清理效果较为明显。实际运行过程中我们还可以发现大风天气时,风沙会对组件表面形成一种摩擦作用,风沙过后组件下侧彩虹纹(白色)会改善很多。目前工商业多采用平铺方式安装,安装倾斜角度小,更加容易形成稳定性积尘,但在加装导水条后积尘及彩虹纹有明显的好转。

综上,光伏电站在彩虹纹出现时就可以认为玻璃表层镀膜已经发生一定的损坏。如果不及时采取清洗措施,任其发展,一旦粘贴堆积物过多,时间过久形成顽固性彩虹纹,后期将很难清理,进一步发展将会形成热斑效应,加速组件功率衰减、降低系统发电效率、产生安全隐患。