所以很多用戶普遍認為:夏天氣溫高且日照時間長,電站發(fā)電量相對提升,溫度越高發(fā)電量越大。但實際情況卻是:光伏電站也“怕熱”,悶熱、潮濕的持續(xù)高溫天氣會導致設備運行宕機和安全隱患,影響發(fā)電。在這個多雷暴的季節(jié)里,光伏電站易遭到雷擊,導致設備毀壞,系統(tǒng)無法正常運行,因此,光伏電站的防雷設計將是影響光伏電站長期穩(wěn)定、安全、可靠運行的關鍵因素。

一、先來說說持續(xù)高溫天氣給電站帶來不良影響
夏季光伏電站最怕高溫,局部溫度過高,會產(chǎn)生熱斑,影響光伏組件的壽命。光伏組件一般有3個溫度系數(shù):開路電壓、峰值功率、短路電流。當溫度升高時,光伏組件的輸出功率會下降。光伏組件的峰值溫度系數(shù)大概在-0.38~0.44%/℃之間,即溫度升高,光伏組件的發(fā)電量降低,理論上面是溫度每升高一度,發(fā)電量降低0.44%左右。
環(huán)境溫度高,逆變器滿功率運行工作時溫度上升快,如果這時散熱不好,內(nèi)部溫度過高,逆變器就會降功輸出,影響發(fā)電量。 其次高溫影響機器壽命,電子元器件的壽命與工作溫度有相當關系,散熱差的機器,元器件老化快,機器壽命短。
PID效應又稱電勢誘導衰減,是電池組件的封裝材料和其上表面及下表面的材料,電池片與其接地金屬邊框之間的高電壓作用下出現(xiàn)離子遷移,而造成組件性能衰減的現(xiàn)象。光伏電站高溫天氣降溫不當,容易產(chǎn)生PID效應,造成組件失效。
所以,光伏用戶要知道,夏季高溫并不等于電站高電量,反而會給電站增負,帶來諸多不良影響。掌握給電站降溫的方法才能確保電站穩(wěn)定發(fā)電、收益最大。
二、怎么給電站降溫來確保最大收益?
不管是組件還是逆變器,配電箱都要保持通風,確保空氣流通。對于屋頂光伏電站的組件,重要的是,不要為了多要發(fā)電量,而不合理地安排光伏電站組件的排布,造成組件和組件之間互相遮擋,同時影響散熱通風,導致發(fā)電量低。
所以,如果有人忽悠你在有限的面積上多安裝幾塊組件時,要當心。靠譜的品牌商在安裝前都會根據(jù)你家屋頂情況,在發(fā)電量最大化的前提下提供最合理的設計,而不是讓你多安幾塊組件。
對于光伏農(nóng)業(yè)大棚的業(yè)主,通風要考慮一下了,可以在大棚后側光照盲區(qū)設置通風口,這樣不影響作物生長條件下,最大程度地保證光伏電站運行環(huán)境的溫度具有適宜性。
避免影響光伏電站的散熱,一定要保證光伏組件、逆變器、配電箱四周開闊,如有雜物堆積,及時清理。
戶用逆變器一般都是IP65防護等級,具備一定的防風、防塵、防水等級,但是,逆變器、配電箱工作時,本身也要散熱,所以在安裝逆變器、配電箱時最好裝在遮陽、避雨的地方,一定要露天安裝的話,那就給逆變器、配電箱做一個簡易的遮陽棚吧,防止太陽直射。避免使逆變器、配電箱溫度過高,影響發(fā)電量。
夏天除了高溫天氣,還有臺風天氣的安全隱患:
有時我們會聽到 “大風刮過,某地光伏電站變成一片廢墟” 的報道,一座5kW的光伏電站費用大概需要4萬元,對于攢點錢不容易的農(nóng)民朋友來說成本并不低,光伏電站曾經(jīng)寶貝秒成廢是多么慘痛的經(jīng)歷。
如果光伏電站都是“紙糊的”,為什么臺風多發(fā)的浙江省還在大力扶持光伏電站?
實際上標準安裝的光伏電站,是能夠確保抵抗8-10級大風,承受暴雨、腐蝕等因素的破壞,安全穩(wěn)定運行25年以上的。
如何才能抵抗住這8-10級大風,必須把控好光伏電站的選址、設計、安裝、后期運維四個環(huán)節(jié)。
1、選址:確保建筑物質量 綜合考慮安裝點要素
近年來,隨著輕型材料的出現(xiàn),在設計時也要考慮這些建筑材料被風吹走的危險,防止屋頂被氣流撕裂。目前家用分布式光伏電站主要安裝在斜面屋頂和平屋頂。平屋頂又涵蓋了混凝土平屋面、彩鋼板平屋面、鋼結構平屋面、球節(jié)點屋面等。 對于光伏電站的安裝地也有講究,需要考慮安裝地點、安裝朝向、安裝角度、荷載要求以及排列方式及間距。由此看來,光伏電站的選址注意的安全主要是以下三個方面:
二是壽命。屋頂?shù)膲勖笥诠夥脑O計壽命。
三是不立危地。要盡量避開風口和水口。
2、設計:提高組件強度
設計合適的擋風板 從電站設計來說,在權衡光伏電站成本與發(fā)電收益的同時,可適度提高光伏支架、組件壓塊等的強度設計要求,合理選擇具有更優(yōu)抗風能力的組件傾角。除此以外,還可以考慮設計合適的擋風板。將擋風板固定安裝在支架系統(tǒng)后立柱上,板上開有若干導流口,具有導流和降低組件風壓的作用。支架系統(tǒng)的橫梁受力降低,基礎所受拉拔力降低,光伏電站結構安全系數(shù)提高。但后立柱受力增大,基礎所受軸向剪切力增大,需對基礎受力進行校核。在設計時,充分考慮光伏支架、組件強度以及建造合適的擋風板,可以有效降低強風對光伏電站的損傷。
光伏電站抗風能力絕大部分由光伏支架強度決定,支架一般材質有鋁合金、碳鋼及不銹鋼。理論上光伏支架的最大抗風能力216km/h,跟蹤支架最大抗風150km/h(大于13級風力)。但為什么號稱能抗十三級臺風的支架,在遇上不到十三級風力的大風時就被“吹飛”了呢? 可能由于安裝公司為了節(jié)約型鋼,在平屋頂安裝了三排光伏組件,并且前排與后排沒有做梁連,支架底部固定石墩重量太輕,應該做成長方形,加大石墩重量。以上細節(jié)沒有處理好,臺風來了,肯定要飛上天呀!另外:安裝時要注意最好加裝固定拉線和涂抹防銹漆,以延長支架抵御風暴的時間。
在光伏電站正常運行期間的運維,對于屋頂電站要定期檢查建筑物,確保光伏項目所依托的建筑物質量。隨時檢查光伏組件、光伏支架的強度,以及逆變器房的結構等,做到防微杜漸。
三、關于光伏電站的防雷和接地知識。
光伏電站在進行防雷設計時首先需考慮架設避雷針防止直擊雷對光伏電站的傷害,同時也必須考慮防止雷電感應和雷電波侵入光伏發(fā)電系統(tǒng)。 太陽能光伏并網(wǎng)電站防雷的主要措施如下圖所示:
當光伏設備放置在已經(jīng)建成的建筑物頂部時,應考慮到原有的外部防雷系統(tǒng)。
如果光伏設備處于保護范圍內(nèi),可以不用另加外部防雷系統(tǒng),反之則要另加外部防雷系統(tǒng)。良好的接地使接地電阻減小,才能把雷電流導入大地,減小地電位,各接地裝置都要通過接地排相互連接以實現(xiàn)共地防止地電位反擊。
獨立避雷針應設獨立的集中接地裝置,接地電阻必須小于10Ω。固定的金屬支架大約每隔10m 連接至接地系統(tǒng)。太陽能光伏發(fā)電設備和建筑的接地系統(tǒng)通過鍍鋅鋼相互連接,在焊接處也要進行防腐防銹處理,這樣既可以減小總接地電阻又可以通過相互網(wǎng)狀交織連接的接地系統(tǒng)可形成一個等電位面,顯著減小雷電作用在各地線之間所產(chǎn)生的過電壓。
在屋頂表面上搭建光伏設備時,應該考慮到現(xiàn)有的外部防雷系統(tǒng)。為此,光伏設備必須安裝在外部防雷系統(tǒng)的保護分區(qū)內(nèi)防止被直接雷擊。
舉例來說,通過使用適當?shù)慕娱W裝置(如:避雷針),可以防止光伏板遭到直接雷擊。避雷針的布置必須使在形成的保護空間內(nèi)放置的光伏模塊可以避免遭到直接雷擊,其次,必須防止任何陰影投射到光伏板上。
注意:在光伏組件和金屬部件
如:防雷裝置、雨水槽、天窗、太陽能電池或天線系統(tǒng)之間必須依據(jù) IEC 62305-3(EN 62305-3)保持隔離距離。隔離距離按照 IEC 62305-3(EN 62305-3)進行計算。
為獲得最大經(jīng)濟利潤,通常整個屋頂都鋪設光伏板。不過,從安裝技術角度看,常常無法保持所要求的隔離距離。因此在這些位置必須建立外部防雷系統(tǒng)和金屬光伏組件之間的直接等電位連接。在這種情況下,雷電流侵入建筑物內(nèi)部的直流母線的風險必須予以考慮,因此必須進行合理等電位連接。
從外部進入建筑物的所有導電部件需要接入等電位連接系統(tǒng)中:所有不帶電的金屬部件直接連到等電位系統(tǒng),帶電部件則通過安裝電涌保護器間接接入等電位連接系統(tǒng)。
通過在帶電電纜上安裝浪涌保護器實現(xiàn),減少電涌和雷電過電壓對設備造成損壞。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的雷電浪涌入侵途徑, 除了太陽能電池方陣外, 還有配電線路、接地線等。
保險絲作為浪涌保護器的后備保護應位于浪涌保護器支路的前端,起過電流保護作用,其分斷能力應等于或大于安裝處的預期短路電流。
來源:光伏人家