所以很多用戶普遍認(rèn)為:夏天氣溫高且日照時(shí)間長(zhǎng),電站發(fā)電量相對(duì)提升,溫度越高發(fā)電量越大。但實(shí)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(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行宕機(jī)和安全隱患,影響發(fā)電。在這個(gè)多雷暴的季節(jié)里,光伏電站易遭到雷擊,導(dǎo)致設(shè)備毀壞,系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行,因此,光伏電站的防雷設(shè)計(jì)將是影響光伏電站長(zhǎng)期穩(wěn)定、安全、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵因素。

一、先來(lái)說(shuō)說(shuō)持續(xù)高溫天氣給電站帶來(lái)不良影響
夏季光伏電站最怕高溫,局部溫度過(guò)高,會(huì)產(chǎn)生熱斑,影響光伏組件的壽命。光伏組件一般有3個(gè)溫度系數(shù):開(kāi)路電壓、峰值功率、短路電流。當(dāng)溫度升高時(shí),光伏組件的輸出功率會(huì)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(yùn)行工作時(shí)溫度上升快,如果這時(shí)散熱不好,內(nèi)部溫度過(guò)高,逆變器就會(huì)降功輸出,影響發(fā)電量。 其次高溫影響機(jī)器壽命,電子元器件的壽命與工作溫度有相當(dāng)關(guān)系,散熱差的機(jī)器,元器件老化快,機(jī)器壽命短。
PID效應(yīng)又稱電勢(shì)誘導(dǎo)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(dāng),容易產(chǎn)生PID效應(yīng),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(huì)給電站增負(fù),帶來(lái)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(lái)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(fēng),確保空氣流通。對(duì)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(shí)影響散熱通風(fēng),導(dǎo)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(shí),要當(dāng)心。靠譜的品牌商在安裝前都會(huì)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(shè)計(jì),而不是讓你多安幾塊組件。
對(duì)于光伏農(nóng)業(yè)大棚的業(yè)主,通風(fēng)要考慮一下了,可以在大棚后側(cè)光照盲區(qū)設(shè)置通風(fēng)口,這樣不影響作物生長(zhǎng)條件下,最大程度地保證光伏電站運(yùn)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(kāi)闊,如有雜物堆積,及時(shí)清理。
戶用逆變器一般都是IP65防護(hù)等級(jí),具備一定的防風(fēng)、防塵、防水等級(jí),但是,逆變器、配電箱工作時(shí),本身也要散熱,所以在安裝逆變器、配電箱時(shí)最好裝在遮陽(yáng)、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(gè)簡(jiǎn)易的遮陽(yáng)棚吧,防止太陽(yáng)直射。避免使逆變器、配電箱溫度過(guò)高,影響發(fā)電量。
夏天除了高溫天氣,還有臺(tái)風(fēng)天氣的安全隱患:
有時(shí)我們會(huì)聽(tīng)到 “大風(fēng)刮過(guò),某地光伏電站變成一片廢墟” 的報(bào)道,一座5kW的光伏電站費(fèi)用大概需要4萬(wàn)元,對(duì)于攢點(diǎn)錢(qián)不容易的農(nóng)民朋友來(lái)說(shuō)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(tái)風(fēng)多發(fā)的浙江省還在大力扶持光伏電站?
實(shí)際上標(biāo)準(zhǔn)安裝的光伏電站,是能夠確保抵抗8-10級(jí)大風(fēng),承受暴雨、腐蝕等因素的破壞,安全穩(wěn)定運(yùn)行25年以上的。
如何才能抵抗住這8-10級(jí)大風(fēng),必須把控好光伏電站的選址、設(shè)計(jì)、安裝、后期運(yùn)維四個(gè)環(huán)節(jié)。
1、選址:確保建筑物質(zhì)量 綜合考慮安裝點(diǎn)要素
近年來(lái),隨著輕型材料的出現(xiàn),在設(shè)計(jì)時(shí)也要考慮這些建筑材料被風(fēng)吹走的危險(xiǎn),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(jié)構(gòu)平屋面、球節(jié)點(diǎn)屋面等。 對(duì)于光伏電站的安裝地也有講究,需要考慮安裝地點(diǎn)、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(lái),光伏電站的選址注意的安全主要是以下三個(gè)方面:
二是壽命。屋頂?shù)膲勖笥诠夥脑O(shè)計(jì)壽命。
三是不立危地。要盡量避開(kāi)風(fēng)口和水口。
2、設(shè)計(jì):提高組件強(qiáng)度
設(shè)計(jì)合適的擋風(fēng)板 從電站設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),在權(quán)衡光伏電站成本與發(fā)電收益的同時(shí),可適度提高光伏支架、組件壓塊等的強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求,合理選擇具有更優(yōu)抗風(fēng)能力的組件傾角。除此以外,還可以考慮設(shè)計(jì)合適的擋風(fēng)板。將擋風(fēng)板固定安裝在支架系統(tǒng)后立柱上,板上開(kāi)有若干導(dǎo)流口,具有導(dǎo)流和降低組件風(fēng)壓的作用。支架系統(tǒng)的橫梁受力降低,基礎(chǔ)所受拉拔力降低,光伏電站結(jié)構(gòu)安全系數(shù)提高。但后立柱受力增大,基礎(chǔ)所受軸向剪切力增大,需對(duì)基礎(chǔ)受力進(jìn)行校核。在設(shè)計(jì)時(shí),充分考慮光伏支架、組件強(qiáng)度以及建造合適的擋風(fēng)板,可以有效降低強(qiáng)風(fēng)對(duì)光伏電站的損傷。
光伏電站抗風(fēng)能力絕大部分由光伏支架強(qiáng)度決定,支架一般材質(zhì)有鋁合金、碳鋼及不銹鋼。理論上光伏支架的最大抗風(fēng)能力216km/h,跟蹤支架最大抗風(fēng)150km/h(大于13級(jí)風(fēng)力)。但為什么號(hào)稱能抗十三級(jí)臺(tái)風(fēng)的支架,在遇上不到十三級(jí)風(fēng)力的大風(fēng)時(shí)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(méi)有做梁連,支架底部固定石墩重量太輕,應(yīng)該做成長(zhǎng)方形,加大石墩重量。以上細(xì)節(jié)沒(méi)有處理好,臺(tái)風(fēng)來(lái)了,肯定要飛上天呀!另外:安裝時(shí)要注意最好加裝固定拉線和涂抹防銹漆,以延長(zhǎng)支架抵御風(fēng)暴的時(shí)間。
在光伏電站正常運(yùn)行期間的運(yùn)維,對(duì)于屋頂電站要定期檢查建筑物,確保光伏項(xiàng)目所依托的建筑物質(zhì)量。隨時(shí)檢查光伏組件、光伏支架的強(qiáng)度,以及逆變器房的結(jié)構(gòu)等,做到防微杜漸。
三、關(guān)于光伏電站的防雷和接地知識(shí)。
光伏電站在進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)時(shí)首先需考慮架設(shè)避雷針?lè)乐怪睋衾讓?duì)光伏電站的傷害,同時(shí)也必須考慮防止雷電感應(yīng)和雷電波侵入光伏發(fā)電系統(tǒng)。 太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)電站防雷的主要措施如下圖所示:
當(dāng)光伏設(shè)備放置在已經(jīng)建成的建筑物頂部時(shí),應(yīng)考慮到原有的外部防雷系統(tǒng)。
如果光伏設(shè)備處于保護(hù)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(dǎo)入大地,減小地電位,各接地裝置都要通過(guò)接地排相互連接以實(shí)現(xiàn)共地防止地電位反擊。
獨(dú)立避雷針應(yīng)設(shè)獨(dú)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(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備和建筑的接地系統(tǒng)通過(guò)鍍鋅鋼相互連接,在焊接處也要進(jìn)行防腐防銹處理,這樣既可以減小總接地電阻又可以通過(guò)相互網(wǎng)狀交織連接的接地系統(tǒng)可形成一個(gè)等電位面,顯著減小雷電作用在各地線之間所產(chǎn)生的過(guò)電壓。
在屋頂表面上搭建光伏設(shè)備時(shí),應(yīng)該考慮到現(xiàn)有的外部防雷系統(tǒng)。為此,光伏設(shè)備必須安裝在外部防雷系統(tǒng)的保護(hù)分區(qū)內(nèi)防止被直接雷擊。
舉例來(lái)說(shuō),通過(guò)使用適當(dāng)?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(hù)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(yáng)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(jìn)行計(jì)算。
為獲得最大經(jīng)濟(jì)利潤(rùn),通常整個(gè)屋頂都鋪設(shè)光伏板。不過(guò),從安裝技術(shù)角度看,常常無(wú)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(fēng)險(xiǎn)必須予以考慮,因此必須進(jìn)行合理等電位連接。
從外部進(jìn)入建筑物的所有導(dǎo)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(guò)安裝電涌保護(hù)器間接接入等電位連接系統(tǒng)。
通過(guò)在帶電電纜上安裝浪涌保護(hù)器實(shí)現(xiàn),減少電涌和雷電過(guò)電壓對(duì)設(shè)備造成損壞。太陽(yáng)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(yáng)能電池方陣外, 還有配電線路、接地線等。
保險(xiǎn)絲作為浪涌保護(hù)器的后備保護(hù)應(yīng)位于浪涌保護(hù)器支路的前端,起過(guò)電流保護(hù)作用,其分?jǐn)嗄芰?yīng)等于或大于安裝處的預(yù)期短路電流。
來(lái)源:光伏人家
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