你知道光伏電站的“壽命”有多長嗎?這還用問,25年唄!但...也不完全對,25年只是電站的設(shè)計(jì)年限!光伏電站的實(shí)際“壽命”,最終還是取決于各個設(shè)備的工作年限。那么設(shè)備的運(yùn)行年限是多久呢?
從圖中不難看出,電站主要設(shè)備的設(shè)計(jì)壽命均在20-30年不等,而通過適當(dāng)?shù)倪\(yùn)維,還可以進(jìn)一步延長光伏系統(tǒng)的生命周期。
國內(nèi)最老的光伏電站建設(shè)于1983年,到今天已經(jīng)運(yùn)行了39年之久,哪怕經(jīng)歷過多年暴曬、風(fēng)吹雨打,該電站的功率仍有7KW。
怎樣確保電站能穩(wěn)定運(yùn)行25年或更久呢?
要解決這個問題,我們就必須從光伏電站的所有配套產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)維等各環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)和優(yōu)化。
產(chǎn)品選擇
分布式戶用光伏電站主要由:光伏組件(光伏板)、逆變器、并網(wǎng)箱、支架、交直流電纜、MC4接頭、接電電纜、PVC線纜管、基礎(chǔ)配重(樁基)、輔材等組成,其中光伏組件和逆變器是整個系統(tǒng)中最核心的部件。
在選擇組件方面,建議選擇一二線品牌的產(chǎn)品,質(zhì)量更加放心可靠,其次,選擇轉(zhuǎn)換率比較高的,當(dāng)前用的較多的常規(guī)組件多晶270W以上,單晶280W以上,還有雙面組件,300W、305W的高效組件等。
交直流逆變器作為戶用光伏電站的心臟,可以說是舉足輕重。低質(zhì)量的逆變器往往使用了性能較差的廉價元器件,容易發(fā)熱,且故障比較多,也建議大家選擇出貨量排前10的品牌產(chǎn)品。
電站設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)
1、光伏組件的安裝角度
我們知道光伏組件是影響發(fā)電量的最核心因素,光伏組件的轉(zhuǎn)換率越高發(fā)電效果越好,發(fā)電量就越高,光伏組件安裝時要盡量面向太陽輻照量最大的角度和方向(更智能的有一些大型的集中式電站會日照采用自動跟蹤支架),安裝角度一般是當(dāng)?shù)氐木暥燃?度,安裝的方面角一般是正南稍偏西一點(diǎn)。
2、逆變器的電壓范圍
逆變器電壓范圍越寬(一些知名品牌逆變器輸入電壓可以達(dá)到1500V,這個時候要求直流電纜的電壓標(biāo)準(zhǔn)也要達(dá)到1500V,而PV1-F光伏線電壓是1000V,1800V是其空載電壓,目前市場上通用的直流線型號為H1Z2Z2-K,直流負(fù)荷電壓可以達(dá)到1500V,品牌推薦光亨。),發(fā)電量越高。室外安裝時,逆變器上面要裝防雨防曬蓬,避免陽光直射和雨水浸泡。逆變器不直接暴露在太陽或其它熱源下。逆變器必須放在一個空氣流通的空間環(huán)境里,逆變器分為強(qiáng)制風(fēng)冷和自然散熱兩種,逆變器本身是一個發(fā)熱源,所有的熱量都要及時散發(fā)出來,不能放在一個封閉的空間,否則溫度會越升越高,導(dǎo)致產(chǎn)品硬件損壞,出現(xiàn)工作故障。
3、系統(tǒng)配置標(biāo)準(zhǔn)化(系統(tǒng)優(yōu)化)
有些光伏電站的系統(tǒng)配置是東拼西湊而成,可能用的部件并不差,但拼湊在一起效果卻大打折扣。一套完美的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)一定是經(jīng)過無數(shù)次的匹配試驗(yàn)、數(shù)據(jù)對比、系統(tǒng)調(diào)試、安裝論證,最后達(dá)到一個完美而穩(wěn)定的發(fā)電量,才形成了一套完美的系統(tǒng),這樣的系統(tǒng)才叫標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)。
4、減少損耗
線路損耗,直流光伏線盡可能短(理論上100米壓降將達(dá)到27V左右),逆變器和電表之間距離也要短。系統(tǒng)的直流、交流回路的線損要控制在5%以內(nèi)。為此,設(shè)計(jì)上要采用導(dǎo)電性能好的導(dǎo)線,導(dǎo)線導(dǎo)體需要有足夠的直徑,需要足夠的外皮厚度(光伏直流線一般多為雙層絕緣)。施工不允許偷工減料。系統(tǒng)維護(hù)中要特別注意接插件以及接線端子(常見的有交流電纜終端接頭和直流公母接頭MC4)是否牢固。
5、電站的灰塵損失
組合損失,凡是串連就會由于組件的電流差異造成電流損失;凡是并連就會由于組件的電壓差異造成電壓損失;組合損失可以達(dá)到8%以上,中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定小于10%。
6、組件設(shè)計(jì)時候避免遮擋
光伏電站中的陰影遮擋,其中包括電線桿、植物、鳥糞、灰塵以及組件的前后排遮擋等。很多的業(yè)主為了安裝時的一次性到位,往往不能完全避開陰影,因?yàn)闃I(yè)主們覺得反正陰影遮擋的區(qū)域并不大,不會嚴(yán)重影響發(fā)電量。但實(shí)際上人們常常忽略了小范圍陰影的威力,根據(jù)真實(shí)的案例數(shù)據(jù)分析,陰影遮擋可以直接導(dǎo)致電站發(fā)電量減少20%,30%,甚至更多。
為了減少組合損失,應(yīng)該在電站安裝前嚴(yán)格挑選電流一致的組件串聯(lián)。組件的衰減特性盡可能一致。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T--9535規(guī)定,太陽電池組件的最大輸出功率在規(guī)定條件下試驗(yàn)后檢測,其衰減不得超過8%,隔離二極管有時候是必要的。
電站安裝關(guān)鍵要素
支架安裝
1、支架垂直度偏差每米不大于±1mm,支架角度偏差度不大于±1度。支架安裝整體上要保證整齊,后立柱保持與安裝面垂直,主龍骨要保持與安裝面平行。組件機(jī)械安裝孔應(yīng)保證落在兩根主龍骨附近,因此安裝支架時要保證支架兩根主龍骨間距為867-1067mm。
2、光伏支架通過40*4 mm的鍍鋅扁鐵接地。
支架平屋頂支架安裝方式
平屋面支架安裝步驟:
1、首先清潔屋面雜物,使用皮尺在屋面量取基礎(chǔ)安裝位置,安放基礎(chǔ);
2、使用沖擊鉆對水泥基礎(chǔ)打孔,孔深根據(jù)基礎(chǔ)厚度及螺栓長度決定,螺栓直徑M10。(基礎(chǔ)提前預(yù)埋螺栓的處理螺紋上雜質(zhì));
3、使用吸氣泵(工具選擇上只要達(dá)到效果即可)將孔內(nèi)雜物吸出或吹出,保證孔內(nèi)清潔;
4、將膨脹螺栓放入孔口,使用木錘或皮錘等非金屬錘子將螺栓輕輕敲入孔內(nèi),與孔口間距30mm;
5、安裝底梁或基座,將底梁孔或基座孔對準(zhǔn)螺栓使用扳手將螺母旋緊;(依照上面方式固定其他基礎(chǔ)基座)
6、按照支架角度量取后立柱安裝位置,使用螺栓將基座與后立柱固定;
6、固定斜梁,使用角連接與后支柱固定,用螺栓將斜梁與底座連接;
固定龍骨,根據(jù)組件安裝孔確定龍骨安裝位置,龍骨與安裝孔距離保持在8、±100mm,組件兩端邊框距斜梁200-300mm,使用異型螺母將龍骨固定在斜梁上;
9、組件安裝,安裝前確定組件安裝高度,組件下端玻璃面距離地面300mm,使用側(cè)壓塊固定組件,先固定下端壓塊防止組件滑落,組件邊框距離龍骨兩端控制在20-30mm。固定時需要兩人配合,使用拉線法或水平尺確定組件整體平行度。
彩鋼板屋面安裝
1、根據(jù)圖紙所注尺寸,測量出夾具安裝位置,在屋頂鋪設(shè)防滑腳踏板防止將彩鋼板鎖邊破壞,可以使用內(nèi)六角圓柱螺釘將彩鋼板夾具固定在相應(yīng)的位置。對于梯形彩鋼板采取直接打孔的方式將C型鋼固定在彩鋼板波高平面上,打孔處墊橡膠墊并兩面涂抹多功能粘接劑(盡量一次性固定所有夾具,若條件不允許,至少一次固定兩行方便安裝光伏組件);
2、導(dǎo)軌安裝,導(dǎo)軌間距根據(jù)組件安裝孔位置選取,龍骨與安裝孔距離范圍在±100mm,使用異型螺母穿過橫梁固定在夾具上,調(diào)整邊框的位置用內(nèi)六角螺栓擰緊;
3、組件安裝時,先將第一塊組件放于導(dǎo)軌側(cè)邊,使用水平尺確定組件整體平行,組件邊框距離導(dǎo)軌側(cè)邊不小于20mm,使用側(cè)壓塊固定,接著安裝第二塊組件使用中壓塊固定,壓塊緊固方法為對角固定,余下組件依次安裝。
瓦片屋面安裝
1、根據(jù)圖紙所注尺寸,在屋頂測量出陶瓦基座的安裝位置,取下預(yù)安裝的位置瓦片,使用木螺絲將陶瓦基座安裝到屋頂檁條上(盡量一次性固定所有陶瓦基座,如果條件不允許,至少一次固定兩行方便龍骨安裝);
2、龍骨安裝,龍骨間距根據(jù)組件安裝孔的位置選取,龍骨與安裝孔固定范圍在±100mm,使用異型螺母穿過橫梁固定在陶瓦基座上,調(diào)整邊框的位置用內(nèi)六角螺栓擰緊;
3、組件安裝,先將第一塊組件放于導(dǎo)軌一側(cè),使用水平尺確定組件整體平行,組件邊框距離導(dǎo)軌側(cè)邊不小于20mm,使用側(cè)壓塊固定,接著安裝第二塊組件使用中壓塊固定,壓塊緊固方法為對角固定,余下組件依次安裝。
組件安裝
1、組件之間要留有20mm空隙。
2、光伏組件最低點(diǎn)距地面應(yīng)有300mm的距離。當(dāng)為一般地面時,為防止泥沙上濺或小動物的破壞,不宜小于1000mm(1米)。
3、光伏組件玻璃表面與屋頂表面的距離應(yīng)該至少達(dá)到10cm。
4、組件兩端與龍骨預(yù)留不小于20mm的間距防止側(cè)壓塊脫落。
5、固定龍骨,測量龍骨安裝位置,組件兩端邊框距龍骨300-500mm。
6、兩組件初始水平和垂直間距均大于20毫米便于安裝中壓塊,待最終固定后,水平和垂直間距均設(shè)置為20毫米。
7、組件兩端與龍骨預(yù)留不小于20mm的間距,以防止側(cè)壓塊脫落。
8、組件邊框距離導(dǎo)軌側(cè)邊要不小于20mm。
9、組件間連接線(直流線)每隔50cm要用扎帶綁扎。
直流匯流箱安裝
1、光伏匯流箱進(jìn)線端及出線端與匯流箱接地端的絕緣電阻不小于2MΩ(DC1000V)。
2、逆變器安裝高度必須合理,逆變器進(jìn)風(fēng)口(底部)距離地面600mm,出風(fēng)口(機(jī)器上方或者側(cè)方)400mm。
并網(wǎng)逆變器安裝
逆變器安裝高度必須合理,逆變器進(jìn)風(fēng)口(底部)距離地面600mm,出風(fēng)口(機(jī)器上方或者側(cè)方)400mm。
光伏電纜安裝
1、組件線兩端留出20-30cm的電纜余量,保證能做2-3個電纜頭。
2、光伏組件線預(yù)放線,根據(jù)光伏匯流箱位置,預(yù)放適量,不能出現(xiàn)預(yù)放浪費(fèi),每組預(yù)留長度不能超過30cm,上海光亨的光伏電纜全部采用米標(biāo)計(jì)數(shù),方便工程施工,減少浪費(fèi)。
接地安裝
1、接地引下線可以采用圓鋼或扁鋼,宜優(yōu)先采用圓鋼,圓鋼直徑不應(yīng)小于8mm。扁鋼截面不應(yīng)小于48mm,其厚度不應(yīng)小于4mm。
2、埋于土壤中的人工垂直接地體宜采用角鋼、鋼管或圓鋼,埋于土壤中的人工水平接地體宜采用扁鋼或圓鋼。圓鋼直徑不應(yīng)小于10mm;扁鋼截面不應(yīng)小于100mm,其厚度不應(yīng)小于4mm;角鋼厚度不應(yīng)小于4mm;鋼管壁厚不應(yīng)小于3.5mm,接地施工時垂直接地裝置應(yīng)敷設(shè)凍土層以下,并保證整個接地系統(tǒng)接地電阻不大于4Ω(可以用萬能表測出來)。
電站運(yùn)維關(guān)鍵點(diǎn)
要想讓屋頂光伏電站發(fā)電效益更好,使用壽命更長,就需要良好的后期維護(hù)作保證。
一、維護(hù)成本
家庭個人安裝的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng),一般在10KW以下的系統(tǒng)維護(hù)成本幾乎可以忽略不計(jì),如果是在10KW以上的電站,可以預(yù)算占比1%-3%總投資的維護(hù)成本。
二、組件清理
組件根據(jù)產(chǎn)品供應(yīng)商的使用說明書對需要定期檢查的部件進(jìn)行維護(hù)。
1、光伏組件表面應(yīng)保持光潔,但不要過分頻繁的清洗,因?yàn)楣夥M件表面有自潔效果,定期的雨水會沖刷掉表面的灰塵。頻繁的清洗不僅不會大幅提高發(fā)電量,還會造成對水資源的浪費(fèi)。非雨季節(jié)大概1個月清潔一次,降塵量較大的地區(qū)可以增加清潔的次數(shù),降雪量大的地區(qū)應(yīng)及時將厚重積雪去除,避免影響發(fā)電量和雪融后產(chǎn)生的發(fā)電不均勻,及時清理遮擋的樹木或雜物。
2、為了避免在高溫和強(qiáng)烈光照下,高能的發(fā)電過程中,去擦拭組件對人身的電擊傷害以及可能對組件的破壞,建議在早晨或者下午較晚的時候進(jìn)行組件清潔工作,建議清潔光伏組件玻璃表面時用柔軟的刷子,干凈溫和的水,清潔時使用的力度要小,以避免損壞玻璃表面,有鍍膜玻璃的組件要注意避免損壞玻璃層。
三、逆變器維護(hù)
1、要定期檢查逆變器的連接線(包括MC4是否松動)是否牢固,線路的絕緣性能是否正常,有無破損開裂現(xiàn)象(正規(guī)輻照交聯(lián)的直流線不會出現(xiàn)開裂褪色),特別要檢查逆變器的風(fēng)扇是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
2、逆變器報(bào)警停機(jī)后,不能馬上開機(jī),必須仔細(xì)檢查故障原因及有無器件損壞,功率模塊是否有擊穿炸裂現(xiàn)象,查明原因之后再開機(jī)。再次開機(jī)無把握時,應(yīng)向維修中心、運(yùn)維站或當(dāng)?shù)仉姽苷緢?bào)告,勿僥幸操作。
四、極端天氣維護(hù)
1、如碰到下雨跳閘,有可能是接線頭不緊,如出現(xiàn)這類情況,必須在雨過晴天后再做處理,可用絕緣膠帶纏繞接線頭,再觀察是否跳閘,如繼續(xù)出現(xiàn)跳閘的現(xiàn)象,應(yīng)向維修中心或當(dāng)?shù)仉姽苷緢?bào)告。
2、雷雨天,應(yīng)將電表下方空氣開關(guān)關(guān)閉,防止電氣設(shè)備受損。待雷雨天過后,再將開關(guān)合上,同時做好防雷和接地導(dǎo)流的工作。
五、監(jiān)控
監(jiān)控系統(tǒng)可以讓你直觀的了解電站的運(yùn)行情況,電站的運(yùn)營率,是決定電站收益的最根本因素,為了提高發(fā)電效率,增加發(fā)電收益,真正實(shí)現(xiàn)智能化管理家庭光伏電站,目前監(jiān)控的工具和方式很多,逆變器一般都自帶監(jiān)控,可以通過手機(jī)連接隨時查看,非常方便。