根據國家能源局數據，截至2019年三季度，我國累計光伏裝機已達到190GW。近幾年國內光伏市場發展迅速，存量光伏市場不斷增長的同時，隨之而來的還有光伏技術的不斷更新進步，而早期存量電站中較為落後的技術或建設期遺留的問題，便延伸出光伏電站技術改造這一巨大的市場。
我國光伏市場的規模爆發始於2013年前後，從這一年開始，我國光伏電站年度新增裝機規模開始攀上世界第一的位置，在2017年達到頂峰53GW，持續引領全球光伏市場。粗略估算，光伏電站運營時間超過五年之後開始有技術改造的需求。
隨著運行時間的增長以及新技術的更新換代，預計未來一兩年內將迎來存量電站技改的高峰期。事實上，在存量光伏電站運營中，技術改造將成為提升發電量最為有效的手段之一。根據伍德·麥肯茲(WoodMackenzie)報告，在光伏電站運營中，僅逆變器更換成本通常佔50MW光伏發電場平均O＆M成本的12%至13%，到2024年，這一成本數據將接近12億美元。
在中國光伏行業協會、光伏們主辦的“第四屆光伏發電運營及後服務研討會上”，雲鷹運維、無錫光電寶、帝斯曼等企業就光伏電站技改方向及實際案例進行了分享。
運維技改方向：精準、提效、增收、穩定
光伏電站技術改造主要從哪幾方面展開？雲鷹運維技術總監陳鶴認為，數據精細準確、操作便捷方便、效率產能提高和設備人身安全是關鍵。
第一，光伏電站生命週期內除了帶來發電量的收益外，還會積累各種運行數據，這些數據不僅可以為後期在建光伏項目提供參考，對後期運維也有著指導性的意義，因此提高採集數據的精細化程度、保障數據的準確性至關重要。
那麼哪些數據需要精細化？陳鶴認為，主要包括組串電流監測、直流發電數據監測、輻照數據監測、清洗預警數據監測、組件陣列溫度監測等等。
——組串電流監測：現場組串電流探測設備隨著年限的增加，精度會逐步下降甚至失效，短期內影響不大，但長期積累下來數據誤差易導致決策性的失誤。
——直流發電數據監測：光伏系統分為直流發電和交流轉換兩部分，其中交流轉換設備相對比較穩定，且技術革新相對直流側要慢一些，而大部分故障聚集在直流發電側，數據波動性比較大。另一方面，在能源管理模式中，如果單純用交流側數據評估增收，受環境和後期運行時間的影響較大，因此多數以直流側發電數據為準。
——輻照數據監測：隨著兩個細則考核越來越嚴，輻照數據精確度要求也一再提高。另外，目前電站現場大部分是單點的輻照數據監測，其波動性受環境、自身設備穩定性影響比較大，而且一旦設備出現問題，期間的電站輻照數據就丟失了，因此建議多點監測，進行綜合數據的評估，提升數據準確性。
——清洗預警數據監測：電站應該在什麼階段清洗、從哪一點開始清洗、清洗後增收多少、能否覆蓋清洗成本，這些都是後期運維需要重點關注的數據。
——組件、陣列溫度監測：監測組件、陣列溫度對於直流側發電的影響，更精細化的數據才能達到最終調節整個電站直流側效率的目的。
第二，一線運維人員要面對各種各樣的光伏系統，農光互補、漁光互補、BIPV等等，因此運維操作便捷、方便的技術改革也是需要重點關注的方向。“主要可以從維護工器具、系統設備控制、團隊管理三個方面進行運維方式的優化。”陳鶴表示。
——運維過程中會用到各種各樣的工具，這些工具的好與壞、效率高與低，直接影響到運維的效率。
——系統控制設備如逆變器只能有無功的調節，尤其在工商業分佈式項目中很有應用的必要；再比如逆變器IGBT智能檢測設備能夠極大地提高運維人員對於逆變器維修時間的把控。
——目前很多運維企業或投資方的運維團隊都在向綜合管理平臺的方向發展，採用管理體系分級管理監督的管理模式。
第三，電站運營的最終目的是為了增加發電量收益，因此組件、接線盒、匯流箱、逆變器、變壓器等能量傳遞能效的提高很重要。陳鶴表示，提高光伏電站產能途徑主要分為以下幾個方面：
——太陽能資源，先天資源我們無法把控，但是可以通過提高光透率來增加整個電站的收益。
——容配比，容配比不一定是固定的1：1.2，需要考慮現場安裝角度、當地輻照、光透率等不斷修正這個數據。
——支架運行方式，跟蹤支架有利於發電量的提升，但需要保障其運行的穩定性。
——能效比（PR），與組件失配損失、逆變器效率、變壓器及其它設備效率、溫升損失、故障情況和運維水平等等有關。
第四，設備、人身的安全重要性不言而喻，主要可以從設備自恢復能力、設備的分級探測能力、設備設施的防護能力方面來提高設備運行穩定性和人身安全。
——設備自恢復能力：現在設備電子化信息程度越來越高，但是長期運行易發生自鎖或者死循環，如果沒有一定自恢復能力，尤其對於無人值守的電站影響很大。
——設備分級探測的能力：分級探測可以明確故障點的位置，縮小故障排查的範圍，提高整體運維效率。
——設備設施的防護能力：如防護網和運維人員通道等人員防護設施。
實際案例分享
——智能化改造：平均發電量提升10.8%
陳鶴根據上述幾點介紹了一個成形的實際智能化改造案例。該項目裝機容量只有4.31MW，但是分散在全國9個城市的11家商場屋頂，而且是鋼構軟屋面的結構，屋頂由保溫防水材料構成，對防火要求很高，應用的設備也不是常見的晶硅組件和常規支架，而是115W雙玻薄膜組件和定製異形鍍鋅金屬支架，建設時間在2012~2016年不等。該項目主要缺陷在於火災隱患較大、設備智能化程度較低以及缺乏智能運維手段，因此雲鷹運維對其進行了一系列技術改造。
首先，對項目的支架結構進行改造，改變荷載、風壓以及屋面排水通道位置等，對屋頂進行性能維護；其次增加一部分智能設備，例如智能匯流箱、集控平臺，進行更智能化的管理。
在支架位置增加C型鋁型材走線槽，把直接放在屋頂的線板進行規整，不僅降低了線纜落地導致插接頭進水的故障率，同時還避免了線纜或插頭故障發熱（起火）直接影響屋面的危險。
將所有匯流箱集中管理，增加匯流箱支架，將原先的平行於屋面的擺放方式改為垂直於屋面的方式，這樣不僅降低了箱體與雨水的接觸面同時避免了進水的風險，而且也減小了箱體與陽光的入射角，降低了箱體內部的溫度；並在匯流箱內增加溫度探測，實現監控箱內溫度（溫度告警值為＞80）。
將兩級匯流方式改為一級匯流方式，可直觀的瞭解每一組串的情況，檢測範圍由原先的48~64塊組件（匯流盒內大部分串數出現問題時才能檢測）精確到了現在的8塊組件（其中一塊出現問題就能檢測到）。
將原有站端監控系統升級為雲端監控系統，並增加手機APP監控功能，方便現場人員的運維。
該項目改造從2018年11月到現在已經全部完成，改造後通過智能監控系統累計發現故障150餘次，原先故障率不多但發電效率比較低，改造完之後發現故障並不是沒有，而是沒被發現；改造後平均發電量提升10.8%左右，人工巡檢效率提高了300%，單個項目收益率最高可達17.5%。對於整體系統的人工巡檢效率也有提高，再就是單電站效率最高收益率達到17.5%，技改效果明顯。
——光伏組件減反射塗層技術應用
帝斯曼推出的後改造減反射塗層可以降低玻璃反射，帶來2-3%的發電量收益。會上，帝斯曼中國業務發展經理李毅與中國華電科工集團有限公司新能源運維事業部安全生產部經理蔣傑年分享了在已安裝的光伏組件中噴塗減反射膜的實際應用案例。
帝斯曼減反射塗層應用案例
另外，據蔣傑年介紹，華電在山西、雲南、甘肅地區已經開始試點噴塗並收集運行數據，預計電量提升在3%左右。以10MW光伏電站年利用小時數1500小時計算，年提升電量在50萬KWh，塗層的有效年限可保持8-10年，通過計算預計2.5年左右就可以收回成本。
蔣傑年建議到，“2013年之前生產的光伏組件大多均未做鍍膜處理，應用減反射塗層技術後組件效率提升較為顯著；同時已併網運行6年以上的電站，可以通過檢測組件已有鍍膜的失效情況，進行噴塗。”
——老舊逆變器升級改造
經過行業這幾年的洗牌，很多逆變器廠家已經退出，逆變器無法提供質保，對於早年電站的持有業主是一個很頭疼的問題。對此，晶科電力運維公司針對於已經不存在的逆變器廠家產品及超過質保期的逆變器，與國內實力廠家合作提供升級改造、維修服務、解決方案，服務包括控制系統升級替換、功率模塊單元升級替換（如需要）、成套散熱系統解決方案。
據晶科電力集控中心主任王建珍介紹，晶科逆變器改造方案的特點是保留原逆變器機櫃及可用的部件，按需升級替換，優勢在於改造成本低、可靠性高、質量收益有保障。施工週期大概在5天左右，1兆瓦改造的費用最低在8-12萬左右，質保也可以滿足行業的要求。
無錫光電寶總經理溫冬波介紹道，電站技改主要分為災害修復、涉網要求、電站要求幾大類，如有的分佈式項目建成時是完全的平鋪，發電量設計不到60%，需要做傾角的改造。“為了提升電站的發電能力，有很多方面的工作可以做，具體如組件修復、逆變器改造、電站安全、電能質量、電網安全、電站升級等等。”
事實上，目前光伏電站市場上不僅有像晶科電力這種針對已經倒閉或退出的逆變器進行維護的業務，專業的組件修復產品以及相關從業人士也已經出現，這是光伏電站運營需求的最直接體現。而隨著存量電站運營時間的增加，未來光伏電站技術改造將成為運維業務的重點板塊。
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