冰雹天气对组件收益的分析：终端电站的挑战与应对

  7月24日,“格美”台风以“爆发式”的姿态强势登陆我国,并随后经由福建、江西、湖北、河南等省份持续北上,我国近14个省区受到了不同程度强降雨的影响,部分地区甚至会出现了极端冰雹天气,给社会经济生活带来了广泛影响。频繁出现的冰雹天气对光伏电站的组件安全及收益也构成了严峻威胁。本文从终端电站的角度,分析冰雹天气对光伏组件收益的影响,并探讨可行的应对策略。

  据估算,仅一次严重的冰雹天气就可能使光伏电站的发电效率下降10%至30%。当冰雹直接冲击光伏组件,会导致组件物理表面出现裂痕、划痕或破损。这不但减少了组件的有效受光面积,同时可能会导致内部电路的短路或断路,逐步降低发电效率。2023年初夏,德克萨斯州遭遇的冰雹造成的电站损失估计超过3亿美元。除了组件更换和维修费用等直接损失外,间接损失如发电量减少导致的售电收入下降和停机损失同样不容忽视。对于大型光伏电站而言,这些经济损失可能高达数百万甚至数千万美元。

  超大尺寸组件(IEC 61215标准:即任何一边长度超过2.2m,或者相邻两边的长度均超过1.5m的组件)在冰雹袭击下更易损坏。这是由于超大尺寸组件玻璃面积增幅明显,承受的冲击动能更大,且玻璃钢化强度相对下降,抗撞击能力变得更脆弱。通过增强玻璃的厚度,虽然能某些特定的程度提高抗冲击能力,但组件的成本、重量与可靠性也是要考虑的主要的因素,且与玻璃减薄化的趋势相背离。

  雹灾后的抢修过程中,冰雹破坏后的光伏组件绝缘性能一下子就下降,存在漏电和触电的安全风险隐患,工作人员要在恶劣天气条件下作业,增加了事故发生的可能性。据统计,因冰雹天气导致的光伏电站安全事故时有发生,破损的组件还有几率会成为火灾的源头,严重威胁到运维人员和周边居民的生命安全。为了恢复电站的正常运行并保障安全,投资的人要投入大量资金进行组件的更换和维修。据估算,一次冰雹灾害后光伏电站的运维成本可能增加20%至50%。

  冰雹灾害造成的发电效率下降和和更换组件的经济损失将直接影响投资者的收益水平。例如,一个年发电量为1亿千瓦时的光伏电站,在遭遇冰雹灾害后发电效率下降20%,则年发电量将减少2000万千瓦时,直接影响投资者的售电收入和投资收益。

  冰雹导致的组件损坏将带来非常大经济损失且难以避免。终端电站可第一先考虑采用抗冲击能力更高的全钢化-背板单玻组件,有效抵御冰雹的冲击和破坏,减少因组件损坏导致的抢修需求。实验室数据表明,双玻组件在通过25mm的冰球测试的同时,使用全钢化-背板的单玻组件能承受45mm冰球的冲击而保持完好。在PVEL使用50mm的实验室冰雹测试中,双玻组件的玻璃破碎率可达89%,如果更替为使用强化背板材料的单玻组件,在组件重量减轻约20%的同时,玻璃破碎率仅为34%,明显提高了抗击冰雹冲击的能力。此外,可靠品牌的售后服务更加及时有效,能够在一定程度上帮助降低运维成本。

  通过智能监控系统,实现对气象变化与组件状态的实时监测,提前察觉缺陷并发出预警。建立各种灾害发生的应对方案,在察觉缺陷的第一时间,有效的进行抢修处理。

  如今,保险公司对于大规模终端电站的项目审核更加严格细致,而电站开发商则更应对于项目进行全方面的评估与分析,合作可靠的保险公司,为光伏项目提供全面的保险覆盖,以防不可预见的损失。