1 概述
能源是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ), 電力作為最清潔便利的能源形式, 是國民經(jīng)濟發(fā)展的命脈, 而傳統(tǒng)的煤炭、石油等一次能源是不可再生的, 終歸要走向枯竭, 提高能源利用效率、 開發(fā)新能源、 加強可再生能源的利用, 是解決各國經(jīng)濟和社會發(fā)展過程中日益凸顯的能源需求增長與能源緊缺、 能源利用與環(huán)境保護之間矛盾的必然選擇。目前,以光伏等為代表的新能源發(fā)電形式正蓬勃興起, 它解決了一系列能源問題。但是, 由于運行經(jīng)驗的不足, 其安全生產(chǎn)具有特殊性。對光伏發(fā)電站的核心部分光伏發(fā)電組件的運行安全性進行研究分析就顯得十分必要。本文首先介紹了光伏發(fā)電組件的構(gòu)成, 然后分析了其運行過程中可能存在的危險有害因素, 最后提出了相關(guān)的安全對策措施。 本文內(nèi)容能夠為今后光伏發(fā)電站安全運行管理提供一定參考。
2 光伏發(fā)電組件構(gòu)成
光伏電站安裝單晶硅或多晶硅太陽能電池若干塊, 構(gòu)成光伏陣列。光伏陣列分為若干個發(fā)電單元, 每個發(fā)電單元設(shè)置防雷直流匯流柜、 逆變器、 升壓變壓器組成。 先通過光伏陣列匯流箱進行匯流,再經(jīng)電纜接至直流匯流柜, 然后再與逆變器相連。 再通過電力電纜并聯(lián)敷設(shè)接至升壓變壓器。接入升壓變電站或開閉站, 將電能送入電網(wǎng)。
3 光伏發(fā)電組件危險有害因素分析
3.1 光伏支架危險因素分析
支架基礎(chǔ)的設(shè)計應(yīng)考慮工程地質(zhì)條件、環(huán)境條件、 荷載等因素, 支架采用鍍鋅螺栓連接, 若未按圖紙施工、 螺栓連接不牢固、 強度不夠, 螺栓未按要求鍍鋅、 安裝完成后未
進行整體調(diào)平等, 都可能使支架發(fā)生傾倒現(xiàn)象, 影響電池組件對太陽能輻射的接收; 若遇強風(fēng)等災(zāi)害天氣, 會使支架不穩(wěn), 坍塌, 造成一定的經(jīng)濟損失。若支架制造材料存在缺陷,表面未采取防銹處理, 支架加固不符合規(guī)定, 運行期未定期巡視和維護、 未按氣候條件進行事故預(yù)測和采取對策, 當電站遭遇不良氣候條件或超標準地震時, 可能導(dǎo)致支架傾倒, 嚴重時會發(fā)生光伏方陣整體傾倒現(xiàn)象。
3.2 光伏組件危險因素分析
光伏組件也就是太陽能電池組件, 是光伏電站中所不可缺少的重要組件。光伏電站在運行過程中, 由于設(shè)計缺陷、 太陽能電池組件質(zhì)量缺陷、 安裝質(zhì)量不合格、 清理不及時、 性能測試不合標準, 都可能會影響光伏組件的性能; 設(shè)計安裝時未考慮荷載、 風(fēng)速、 沙暴等惡性天氣帶來的影響,也將會對光伏電池造成損害, 影響電站的運行。若光伏組件支架設(shè)計安裝時為考慮地質(zhì)條件, 環(huán)境條件, 荷載等因素, 可能造成光伏組件不穩(wěn)、 傾覆, 影響電池組件對太陽能輻射的接收效果。逆變器是直交流轉(zhuǎn)換的設(shè)備,若設(shè)計制造不合理, 元件調(diào)整、 操作和保養(yǎng)不善、 加熱或通風(fēng)不良, 防護等級不夠, 可能影響逆變器轉(zhuǎn)換效率、 性能的穩(wěn)定性。
4 光伏發(fā)電組件安全對策措施
光伏組件安全對策措施主要依據(jù) 《光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》(GB50797-2012) 等規(guī)范和標準提出, 主要有:
①光伏方陣接地應(yīng)連續(xù)、可靠,接地電阻應(yīng)不小于4%u3A9。
②集中敷設(shè)于溝道、 槽盒中的電纜宜選用 C 類阻燃電纜。
③光伏組件之間及組件與匯流箱之間的電纜應(yīng)有固定措施和防曬措施。
④動力電纜和控制電纜宜分開排列。
⑤匯流箱應(yīng)具有下列保護功能: a 應(yīng)設(shè)置防雷保護裝置; b 匯流箱的輸入回路宜具有防逆流及過流保護; c 匯流箱的輸出回路應(yīng)具有隔離保護措施; d 宜設(shè)置監(jiān)測裝置。
⑥充電控制器應(yīng)具有短路保護、過負荷保護、蓄電池過充 (放)保護、 欠(過)電壓保護及防雷保護功能。
⑦對光伏發(fā)電站送出線路, 應(yīng)在系統(tǒng)側(cè)配置分段式相間、 接地故障保護; 有特殊要求時, 可配置縱聯(lián)電流差動保護。
⑧光伏發(fā)電站調(diào)度管轄設(shè)備供電電源應(yīng)采用不間斷電源裝置 (UPS) 或站內(nèi)直流電源系統(tǒng)供電, 在交流供電電源消失后,不間斷電源裝置帶負荷運行時間應(yīng)大于40min。
⑨光伏發(fā)電站應(yīng)具備頻率適應(yīng)性、 電壓適應(yīng)性、 低電壓穿越能力。
⑩光伏發(fā)電站動態(tài)無功響應(yīng)時間應(yīng)不大于 30min。
5 結(jié)語
本文介紹了光伏發(fā)電站的中的光伏發(fā)電組件在運行過程中可能具有的危險有害因素, 并提出了相關(guān)安全對策措施,可以為光伏發(fā)電企業(yè)安全生產(chǎn)管理提供一定的參考。