摘要：近年来新能源光伏电站装机容量在电力市场中的占比急剧扩大，光伏电站的精细化运维研究需要加以关注。本文通过对光伏组件遮挡问题中的鸟粪遮挡问题进行专项分析，通过光伏电站鸟害成因分析，以及多种防鸟害措施的对比，找到适用于光伏电站鸟粪遮挡问题解决的推荐建议。
关键词：鸟粪遮挡;鸟害成因;防鸟害措施;可行性分析;防鸟害组织措施
背景情况
截止2019年底，国内新能源光伏电站的装机容量已达2.0亿千瓦，根据目前光伏发电的发展趋势预测，光伏发电在未来电力市场中的占比将进一步的壮大，与光伏发电迅速扩张形成对比，光伏运维方面的研究才刚刚起步。光伏电站的发电原理是太阳光照射光伏组件形成光伏效应产生电能的，而光伏组件的灰尘、鸟粪等形成的遮挡问题一定程度上阻碍了太阳光到达光伏电池的数量，故光伏组件表面的清洁问题直接影响着光伏电站的发电效率，而光伏组件的鸟害(鸟粪遮挡)问题是光伏组件表面脏污和形成遮挡的一个重要因素，因鸟粪粘度大不易清洗，成分复杂容易对组件造成化学腐蚀，不透明导致组件遮挡，轻则影响组件发电效率，重则形成热斑甚至引起组件着火造成事故，导致光伏电站中的鸟害防治工作在运维工作中越来越突出，亟需进行科学有效的防治。
鸟害形成的特点
鸟害在电力、航空、农业和工业中无处不在，时刻影响着生产和生活的安全。各行各业对鸟害的治理也是不遗余力，采取了各种各样的方式方法，有效的避免了安全事故的发生。
针对光伏电站的鸟害要做到知其因，才能治其果。鸟害成因主要有以下几个方面：
1、环境适宜。鸟类生存三要素为吃、住、饮，那么鸟活动的地方必须有食物、有水、有地方筑巢。运行表明，鸟喜欢在有水源的地方(河流、湖泊、水渠、稻田、鱼塘、低洼潮湿、沼泽地带附近)，且有较大或较多树木、村庄少、僻静开阔的庄稼地带活动，因为这些地方满足鸟类生存三要素(食物、水、巢)，适宜鸟类生存，因此鸟害引起故障常发生在这些地段。
2、季节性变化。鸟害故障发生时间基本分布在一年四季,但季节特性也很明显,和季节有着很大的关系,区域特性而不同,这与候鸟生活习性有很大的关系，但尤以每年的3月份至10月份为高发期，因为每年3月至10月这段时间一些正是鸟类大量进食，候鸟筑巢繁殖期，而且降雨量偏小导致无法及时冲洗鸟粪，导致鸟粪粘连形成顽固性遮挡，所以导致组件故障率升高。
3、鸟类的适应重复性。鸟类在在一段时间内受到外界较大的干扰后会短暂的离开，但是若不存在致命性威胁，鸟类会在一段时间的适应后会回过头来继续在光伏组件上休息、嬉戏、排便等,而且会将一些杂物(如杂草、树枝、杂物、硬物等)带到组件的表面，造成组件表面被长期被遮挡，降低组件发电效率，最终形成热斑导致组件故障。
4、区域性。鸟类有其一定的活动范围，一般鸟类不会离其活动范围内太远处活动，这些地方往往满足鸟类三要素适宜鸟类生存，安全安静适宜鸟类休息(如光伏区电线杆线缆附近等)，此类区域属于重点区域，往往鸟害问题比较突出。这类区域也可结合鸟粪的密集程度、周边的地理环境、植被情况、水源情况等因素进行鸟类危害区域划分，做到有的放矢，避免资源的浪费。
5、时间性特征。 光伏电站鸟害的时间特性根据鸟类的活动规律和生活习性来确定：按照有鸟巢鸟类的栖息特点，鸟一般在天黑后才会回到鸟巢进行休息，其余时间在外进行觅食、嬉戏等，期间在组件表面排查粪便，此类主要集中在早上到傍晚时间在光伏区活动;另外一种无固定巢所鸟类按照食物和栖息特点一直在光伏区活动、休息，容易在组件上面排泄粪便。
光伏电站中鸟害(鸟粪遮挡)的成因
1、技术原因：在现有技术中，光伏组件边框多以铝合金边框形式为主，组件安装到光伏支架上后铝合金边框的一侧直角边向上，鸟类很容易着落会在光伏组件上留下鸟粪。鸟粪留在组件上不但会有阴影遮挡，形成热斑效应，最终可能会导致火灾事故的发生;而且鸟粪内化学成分对组件玻璃、镀膜有腐蚀危害，造成透光率下降功率降低，电站的收益率下降;鸟粪不及时清理造成粘连后导致清洗费用增加，尤其以山地和分布式电站尤为突出。
组件热斑导致组件背板发黄 组件表面鸟粪
2、管理原因：光伏电站运维精细化程度不够，对光伏电站鸟害的认识不足，重视不够，未将光伏电站鸟害纳入反措技改，未将鸟害防治纳入日常巡检项目。
随着光伏装机容量越来越大，鸟粪遮挡的问题也愈发突显，成为光伏电站面临的运维难题，也成为光伏行业越来越重视的研究课题。鸟粪遮挡是引起的光伏电站安全运行的因素之一，造成光伏电站企业安全经济指标、可靠性指标下降。因此，采取防鸟粪遮挡措施势在必行。
多种防鸟害方案的可行性分析
因在安装清洗机器人的光伏电站，一来清洗机器人运行对鸟类造成了一定的驱离效果，二来清洗机器人的每天清洗也有效清除了鸟害造成的危害，故本方案分析仅针对未安装清洗机器人的光伏电站。
本方案以现行的智能多功能(光、声、波)驱鸟器、风力驱动驱鸟器、防鸟刺、反光驱鸟彩带、防鸟线等可以对鸟类造成持续性驱赶效果的技术方案进行技术经济性评价分析，分析蓝本以标准的农光互补大棚电站和标准的高支架光伏电站为基础进行。
智能多功能(光、声、波)驱鸟器：自带太阳能电池板实现电源自供，无需外带电源。其具备激光、超声波、噪声及鸟类敌害声音模拟的作用，作用方式多变随机，具备持续性驱鸟效果，目前该设备的最大作用 范围(即半径)200米，覆盖范围达到188亩，具有安装数量少，覆盖范围大，运维简单的效果。
风力驱动驱鸟器：带有闪光镜、同时在风力作用下会产生鸟类敌害的鸣叫效果，从而对鸟类造成干扰驱离，因风的随机性，其作用效果也带有一定的随机性，故驱离效果较好。但其作用范围较小，作用范围5米左右。但其安装简单，可粘贴、可固定。其安装数量按照每个光伏发电最小单元的组件上沿总长度进行统计计算，每10米安装一台。
防鸟刺：使鸟类不能降落在特定的区域，从而起到防治鸟类的作用。但对特定的鸟类的可能起不到作用。其安装数量按照每个光伏发电最小单元的组件上沿总长度进行统计计算。
反光驱鸟彩带：镀铝后的驱鸟带通常有银色+银色、红色+银色、金色+银色等， 驱鸟反光片，形状有猫头，鹰头等形状，有很强的镭射反光反射效果，工作原理是通过光线的反射(或者不同颜色的两面反光旋转)使鸟的视觉迷乱，产生惊吓，达到驱赶鸟的效果。该使用方法简单，把驱鸟带用绳子固定在支架或组件附近，根据需要，选择悬挂的数量，另外一端自然下垂，根据需要的数量进行绑扎，驱鸟片/带通过太阳光线反射，达到惊吓驱赶鸟的效果，在有风的情况下，鸟片/带还会发出清晰的金属样的响声，其作用效果随机，可以持续性的吓阻鸟类远离特定区域。其安装数量按照每个光伏发电最小单元的组件上沿总长度进行统计计算，本计算是按照最大量进行取值，实际安装数量可能不需要这么多。
防鸟线：在光伏组件的位于高点一侧的组件边框上安装防鸟线系统，防鸟线系统包括细丝线和架设细丝线的丝线支架，防鸟细丝线细而滑，鸟类看不清、抓不稳，而且鸟类着陆时极易引起细丝线晃动甚至跌落，使鸟类受到惊吓离开，从而达到防鸟的效果。此种方案经济适用、安装简单、全天候、鸟类触碰情况随机、惊扰效果明显，基本不需要维护、不扰民，不对鸟类造成伤害，因为其惊扰的随机性，不容易产生适应性。其安装数量按照每个光伏发电最小单元的组件上沿总长度进行统计计算。其安装方案详见附件1。
1、本方案中的标准农光互补大棚容量20MWp，大棚尺寸91m*9.04m，组件功率260W，标称尺寸1650mm*992mm，150座大棚，占地560亩。
可见，在农光互补大棚中，反光驱鸟彩带具有明显的价格优势，智能多功能驱鸟器价格其次，防鸟线价格也不算柜，三者各有优势。综合考虑，建议在农光互补大棚光伏项目中推荐反光驱鸟彩带、智能多功能驱鸟器、防鸟线这三种防鸟害方案。
2、本方案中标准的高支架光伏电站项目容量20MWp，组件标称尺寸1650mm*992mm，组件功率260W，每22块组件形成一个发电阵列，组件标称尺寸1650mm*992mm，占地560亩。
可见，在高支架光伏电站项目中，反光驱鸟彩带具有明显的价格优势，智能多功能驱鸟器重在安装维护简单、作用时间长久，成本低廉，防鸟线在单排布置的光伏电站中价格优势明显降低，对于防范地面光伏小型鸟类效果明显。综合考虑，建议在高支架光伏电站项目推荐反光驱鸟彩带、智能多功能驱鸟器两种实施方案。
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综上，在农光互补大棚光伏电站或高支架光伏电站的防鸟害治理中，推荐结合现场实际进行驱鸟彩带、智能多功能驱鸟器和防鸟线三种防鸟害方案的经济效果综合评价，根据场站光伏组件安装模式的不同，细化方案，制定符合现场实际的最优防鸟害综合方案，并结合现场实际进行方案的实施效果评价。对于渔光互补的光伏电站，其鸟害特点为：鸟类多为群聚性鸟类，且鸟类体格较大，鸟害成因多为鸟类飞翔盘旋在光伏组件上空，在空中排泄粪便导致的光伏组件遮挡，这与地面光伏电站鸟粪遮挡问题存在很大的不同，对于此项问题，防鸟线及防鸟带作用不大，根据防鸟害措施的技术特点和成本情况，建议渔光互补电站采用智能多功能驱鸟器进行防鸟害治理，对于大型渔光互补电站，为了减少驱鸟措施的投入成本，建议在光伏阵列周围设置设置驱鸟带，在鸟类进入光伏阵列之前进行提前驱离。——论文作者：李峥峰
