电网公司QC小组太阳能光伏发电降温增效装置的研制.docx

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1、QC成果报告书太阳能光伏发电降温增效装置的研制国网赣东北供电公司正能量QC小组2016年02月15日发布人：目录一、 小组概况3二、 名词解释3三、 选题理由3四、 设定目标5五、 选择方案并确定最佳方案7六、 制定对策27七、 对策实施27八、效果检查错误!未定义书签。九、标准化35十、总结及下一步打算错误!未定义书签。太阳能光伏发电降温增效装置的研制一、小组概况表1小组简介小组名称智联QC小组成立时间201墀1月课题名称太阳能光伏发电降温增效装置的研制注册号课题类型创新型小组人数5人活动时间2013.06-2015.3活动次数11小组QC教育人均在72小时以上总顾问小组分工序号姓名性别年龄

2、学历组内角色组内分工1男45本科顾问技术指导与现场实施2男44大专组长现场实施与技术编写3男25本科组员现场实施与技术编写4男55本科顾问技术指导5男38本科顾问技术指导制表人：制表时间：2013年7月6日二、名词解释太阳能光伏发电：是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。并网光伏系统：由光伏方阵、控制器、三相逆变器组成并网发电系统，将电能直接输入公共电网。三、选题课题（一）选题背景国家大力提倡“节能减排关停众多高耗煤电小企业，大力扶持清洁能源,越来越多的家庭和企业利用闲置的场地来安装光伏发电系统。光伏板只利用了光照能量的20%左右，其他的均为转换为热能，使光伏板温度升

3、高，影响发电效率。目前，德兴电网光伏发电装机容量达到1505千瓦，如果能通过某些措施，提高德兴电网光伏发电效率，实现发电与供电双赢,基于以上情况，小组提出了研制太阳能光伏发电降温增效装置这一课题。组从找了温度压电（b） P-V特性曲线的特性关系（如电压a）I-V特性曲线曲线图）所示，得知光伏发电功率与温度成反比关系。制图人：图1光伏发电温度特性曲线制图时间2013年7月10日为了进一步验证光伏特性，小组经讨论决定通过试验验证光伏发电功率与温度的关系，选取了居民王某家作为试验地点，测量温度上升功率变化关系。表2太阳能温度、发电功率统计表（单位：C与W）电板温度发电功率电板温度发电功率电板温度发电

4、功率电板温度发电功率30222241.5204247.5179452.9162631.5222042202747.8178153.1162332219942.3201348176953.3162033219643.1200648.3175053.7161733.5219543.2198848.5173553.9161435.2218543.5197548.8173654.1161135217743.7198149172854.2160835217643.9196949.2172154.3160535.7217544.1196349.4170354.8160236.5217344.3196349

5、.6170055.6159936.8217344.6195049.7169555.9159637217144.9194449.9169056.6159337.5217045.2193850168656.9159037.9216945.4193150.1168357.3158738.2216945.6192550.4168057.6158438.8215845.7191350.6167957.8158139.3215445.8188950.8165058157839.5214445.9186951164758.3157539.7213846.2185651.3164458.61572402110

6、46.3185051.6164158.9156940.1208946.6183851.9163859.2156640.3208046.8182552.3163559.4156340.3207647.1181352.6163259.7156041205547.3180052.8162960.21557发电功WK平均值1842.56W制表人：制表时间：2013年7月15日小组将以上数据绘制成曲线图进一步析:发出功率曲线图303540455055606523002200210020001900IsoO17I-901500140013001200I1001000制图人：图2温度与发电功率曲线图制图时间

7、：2013年7月18日分析：从图2中可以看出，太阳能光伏发电功率是随着太阳能电板温度上升而下降。(2)确定课题根据图2太阳能电板温度与发电功率曲线图，小组进行了积极讨论一致认为,只要将光伏电板温度控制在一定温度范围内，就可有效的提高光伏发电功率。经过网上查询和向其他兄弟单位公司询问后得知，目前并没有适用于光伏发电的冷却系统，于是小组决定自行研制太阳能光伏发电降温增效装置。四、设定课题目标1.总目标设定：成功研制太阳能光伏发电降温增效装置2 .目标量化:经查询，国家暂无太阳能光伏发电相关标准，为便于对比，小组对王某与祝某（排楼）居民5kW容量，光伏板厂家相同，倾角、方位均相同全年提升发电量效率进

8、行计算：表32012年居民电量百分比统计表居民计算结果结论王4812kWH/（5小时*5W*365天）=52.73%两家百分比相微小祝4819kWH/（5小时*5W*365天）=52.81%制表人：制表时间：2013年7月19日小组讨论，将居民王某安装降温装置后比祝某发电量提高10%,4812kWH*l.1/（5小时*5W*365天）=58%,即小组要将发电效率58%-527%=5.3要小组查找由厂家提供温度与电量提升百分比值曲线图，推算出如果要提高5.3%,即将电板温度控制在4L3C,采用四舍五入法，选取41。C为控温点。制图人：图3温度与发电功率曲线图制图时间：2013年7月19日因此，小

9、组将目标量化为：将太阳能光伏发电板温度控制在4C,提高发电量10%3 .目标可行性分析：小组通过对光伏电板温度与发电功率曲线图进行理论分析，只要把曲线中A点温度控制在41以下，降温前AB曲线转化AB线段，所以只要将太阳能光伏电板温度控制在41,就能够提高发电功率和电量。制图人：刘佳鑫图4降温前后理论对比图制图时间：2013年7月20日因此认为用降温装置来提高太阳能电板发电功率是可行的，公司从人、财、物也给予大力支持，因些目标可以实现。五、提出方案并确定最佳方案（一）降温介质的选择针对太阳能光伏发电降温增效介质的选择问题召开了“诸葛亮”会，运用“头脑风暴法”法，集思广益，共收到语言资料共18条，

10、小组用亲和图来进行整理、归纳，如下:启动方式冷却方式温度设定安袋方便安装运行设计安装运行维护系统运行可靠用油冷却方式用水冷却方式用风冷却方式根据太阳能电板温度自动启动能手动设定上下温度启动能设定停止运行温度连接水路简单连接电路简单成本低检修更换方便清洁电板灰层管路抗老化维护方便降温速度快制图人：图5降温增效装置介质亲和图制图时间：2013年7月25日通过亲和图，整理出三种降温介质方式：制图人：刘佳鑫图6三种介质降温方法树形图制图制图时间：2013年7月26日小组分别对三种方案降温60降至45所需时间上进行实验对比：表4太阳能光伏发电降温介质方案试验对比待选试验方案评估方案方案一：油冷却小组利用

11、废旧变压器进行切割，制作油箱和散热片，但在实施过程中难安装到太阳能电板上，且对硅晶板有破坏性，因此无法实验。设计与安装难方案二：水冷却试验结果：单位（分）从60C降至42C所需平均时间为0.89分，即约为54秒序号试验分制10.950.90.860.880.950.80.830.850.920.80.840.90.890.930.950.80.90.8530.90.850.80.90.950.930.940.920.9440.910.860.880.930.960.950.840.920.98平均值0.89方案三：风冷却试验结果：单位（分）从60C降至42C所需平均时间为32分序号试验分制11

12、263132313031303233228303133343332333433034353334323234334293233343333323432平均值32制表时间：2013年8月19日制表人:小组通过实验对比，最终选定方式二“水冷却”为降温介质。制图人：刘佳鑫图7三种介质降温介质选择树形图制图时间：2013年8月25日（二）降温喷洒方案选择:针对太阳能光伏发电降温喷洒方式的选择问题召开了“诸葛亮”会，小组对喷洒方案运用亲和图进行整理:大棚浇灌原理悬挂式喷头降温制作支架、管材耗费大 降温喷洒方式制图人：刘佳鑫图8三种降温喷洒方式图制图时间：2013年9月1日小组成员对水冷却喷洒方式进行分析比较，以筛选出最佳方案。制图人：刘佳鑫图9三种降温喷洒方式树形图制图时间：2013年9月2日小组对三种喷洒方式的耗水量进行对比：(O“n”形悬挂式喷洒小组成员通过对大棚浇灌原理的观察提出设计“n”形悬挂式喷洒的设想。具体模拟实施太阳能光伏电板从60。C降至41C所需水量如图10,其中喷头均采用临时备件进行模拟试验。L安装固定支撑杆2 .安装、固定水 管3 .安装喷头，诵、模拟降温/制图人：刘佳鑫图10“n”形悬挂式喷洒模拟实验过程图时间：2013年9月15日装置结构示意图如图11所示，当从喷头喷出水流，流过太阳能电板的水流过存在交叉流，浪费水资源。如图所示：制图人：刘佳鑫图11“n”形