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夏日炎炎,如何保障光伏電站運行安全?

返回列表 來源: 發(fā)布日期: 2022.09.07 瀏覽次數(shù):

近年來由于溫室效應(yīng)和厄爾里諾現(xiàn)象,全球各地普遍出現(xiàn)了夏季高溫天氣。過高的溫度不僅導(dǎo)致發(fā)電量下降,還會嚴(yán)重影響光伏組件的運行狀態(tài)和使用壽命,引起光伏組件、電纜、逆變器等電器設(shè)備的電機線圈漆包線絕緣性能下降、電纜絕緣軟化甚至融化,導(dǎo)致電路短路打火,引起光伏發(fā)電站火災(zāi),危害人身安全和財產(chǎn)安全。

一、高溫對光伏電站各項設(shè)備的影響

1、高溫對光伏組件性能和發(fā)電量的影響

1)眾所周知,光伏電池是一種具有負(fù)溫特性的半導(dǎo)體器件,溫度越高發(fā)電性能越差,目前市場上大部分光伏組件的功率負(fù)溫特性都在-0.2~-0.4%/℃左右,而光伏組件的額定功率是在25℃的標(biāo)準(zhǔn)條件下測定的,當(dāng)光伏組件的板溫高達(dá)75℃的時候,因高溫導(dǎo)致的發(fā)電量損失將達(dá)到10%~20%。

2)過高的溫度不僅會導(dǎo)致光伏發(fā)電量的下降,還會導(dǎo)致光伏組件內(nèi)部電池片的位移,嚴(yán)重的會引起組件內(nèi)部電池或連線短路,導(dǎo)致組件故障。光伏組件的主要封裝材料是EVA,這是一種在80℃以上的時候就會融化的塑料。由于通常光伏組件在安裝時都會有一定的傾角,所以當(dāng)光伏組件板溫過高,內(nèi)部EVA融化,光伏電池片就會因為重力產(chǎn)生下垂位移。如果組件在封裝過程中固定不佳或因高溫導(dǎo)致內(nèi)部固定失效,就會因為電池片位移等原因引起內(nèi)部短路、開路等故障發(fā)生,導(dǎo)致組件不能正常工作或損壞。

3)長時間的高溫還會加快光伏電池的衰減,長期影響光伏發(fā)電性能。電池片的工作溫度過高還會加劇各種熱斑現(xiàn)象的,導(dǎo)致電池片發(fā)電性能永久性變差或損壞。
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2、高溫對電纜和電器絕緣的影響

高溫對絕緣材料的性能、壽命都有直接負(fù)面的影響。無論是電機、變壓器、電感等線圈的漆包線還是各種塑膠線等電線電纜,都對高溫的耐受能力有限。過高的工作溫度會導(dǎo)致絕緣性能下降等問題,嚴(yán)重的會導(dǎo)致絕緣崩潰,引起短路爆炸或火災(zāi)。


3、高溫對逆變器等電子設(shè)備的影響

1)光伏電站有逆變器等電子設(shè)備,內(nèi)含大量普通的電子元件、集成電路和大功率開關(guān)晶體管。通常,民用級電子元器件的工作溫度范圍是-35℃~70℃,大部分光伏逆變器的工作溫度為-30~60℃。超出了這個工作溫度范圍,無論是普通的電子電路還是集成電路都會進(jìn)入不穩(wěn)定的狀態(tài),這種狀態(tài)輕則導(dǎo)致電路設(shè)備停機,嚴(yán)重的就會導(dǎo)致電路邏輯混亂設(shè)備損壞。

2)光伏逆變器中會有大量電解電容,同時為了平穩(wěn)光伏輸入端的電壓、防止干擾,通常還會有數(shù)量不等的大容量的電解電容器,這些電容器是非常怕高溫的,高溫會使電容器內(nèi)部電解質(zhì)逐漸揮發(fā),導(dǎo)致電容器電容量下降甚至報廢。

3)光伏逆變器中的大功率晶閘管也是對高溫很敏感的器件,過高的溫度會影響大功率晶閘管的正確運行和使用壽命,過高的溫度會導(dǎo)致大功率晶閘管燒毀。


4、高溫對光伏連接器的影響

目前,光伏發(fā)電組件及組件串之間的連接,匯流箱、逆變器等部件的直流端連接都廣泛采用了國際標(biāo)準(zhǔn)的MC4接插件。

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MC4接插件屬于單芯接插件,具有密封性好,接插方便,檢修、維護(hù)方便等諸多優(yōu)點。但也有它怕高溫、易老化、怕雨水淋浸等缺陷。組件連接器在安裝和使用過程中要避免陽光暴曬、高溫、淋雨等情況,以免造成接頭老化、內(nèi)部接頭、電纜銹蝕,造成接觸電阻增加、甚至打火,導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降或造成火災(zāi)事故。

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一個小規(guī)模的光伏發(fā)電站里,通常有成百上千個這樣的連接器,它們中的任何一個連接器的工作狀態(tài)不良,輕則影響直流側(cè)內(nèi)阻增大,導(dǎo)致電站發(fā)電效率下降,重則因接觸不良導(dǎo)致連接器發(fā)熱甚至燒毀連接器,進(jìn)而導(dǎo)致匯流箱和逆變器的燒毀,更嚴(yán)重的甚至?xí)?dǎo)致大面積火災(zāi)的發(fā)生。

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二、高溫季節(jié)光伏電站運維需注意問題

光伏電站直流側(cè)電壓高、電流大,組串接頭多、安裝環(huán)境復(fù)雜,很多接頭暴露在陽光下或經(jīng)受風(fēng)吹雨淋,極易發(fā)生接觸不良甚至打火、燃燒等火災(zāi)隱患。夏季高溫會給光伏電站增添很多不確定隱患,發(fā)生電氣故障和火災(zāi)的可能性增大。對電氣火災(zāi)一定要貫徹“預(yù)防為主”的原則,防患于未然。要特別注意光伏組件、逆變器、變壓器、電線電纜及接頭等設(shè)備和部位的通風(fēng)散熱情況,對溫升異常的情況要及時處理或關(guān)閉運行,以免出現(xiàn)重大事故。

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一旦光伏發(fā)電站電力設(shè)施起火,要首先要關(guān)閉逆變器,切斷交流電源,然后還要盡快斷開光伏組件串回路,確保后期消防滅火人員的安全和控制火勢。光伏發(fā)電站發(fā)生火災(zāi),滅火人員進(jìn)入上述范圍時,必須穿絕緣鞋,接觸設(shè)備外殼和構(gòu)架時,應(yīng)戴絕緣手套。對于10-35kV高壓電器火災(zāi),保持滅火器噴嘴與帶電體的最小距離不應(yīng)小于0.4-0.6m。不要將身體及手中的滅火器碰觸到有電的導(dǎo)線或電氣設(shè)備,防止滅火時發(fā)生觸電事故。電器滅火應(yīng)采用干粉滅火器、二氧化碳、1211、四氯化碳滅火器或干燥的沙土等,嚴(yán)禁用水和泡沫滅火器。

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小結(jié):夏季高溫不僅使人難以忍受,也會影響光伏電站的發(fā)電量,還可能會給光伏電站帶來很多不安全和不確定的故障隱患問題。夏日要保證光伏電站平穩(wěn)運行,需要確保光伏電站陣列沒有局部遮陰,逆變器等電器設(shè)備一定不能受到陽光暴曬,并且要通風(fēng)降溫,密切觀察系統(tǒng)中的每一個重要環(huán)節(jié)的溫升情況。正確的運維和安全生產(chǎn)不僅可以大大提高電站發(fā)電量,還可以提高發(fā)電量設(shè)備和電站壽命,確保電站安全穩(wěn)定和高效運行。

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