光伏發(fā)電組件危險(xiǎn)有害因素分析及安全對(duì)策措施

苗冬子 齊磊

摘要：以光伏等為代表的新能源發(fā)電形式正蓬勃興起，其安全運(yùn)行問(wèn)題研究尚屬空白。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(yùn)行過(guò)程中可能存在的危險(xiǎn)有害因素，最后提出了相關(guān)的安全對(duì)策措施。本文內(nèi)容能夠?yàn)榻窈蠊夥l(fā)電站安全運(yùn)行管理提供一定參考。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電組件 ?危險(xiǎn)有害因素 ?安全對(duì)策措施

1 概述

能源是人類(lèi)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(guó)民經(jīng)濟(jì)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(kāi)發(fā)新能源、加強(qiáng)可再生能源的利用，是解決各國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展過(guò)程中日益凸顯的能源需求增長(zhǎng)與能源緊缺、能源利用與環(huán)境保護(hù)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(wèn)題。但是，由于運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的不足，其安全生產(chǎn)具有特殊性。對(duì)光伏發(fā)電站的核心部分光伏發(fā)電組件的運(yùn)行安全性進(jìn)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(yùn)行過(guò)程中可能存在的危險(xiǎn)有害因素，最后提出了相關(guān)的安全對(duì)策措施。本文內(nèi)容能夠?yàn)榻窈蠊夥l(fā)電站安全運(yùn)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(yáng)能電池若干塊，構(gòu)成光伏陣列。光伏陣列分為若干個(gè)發(fā)電單元，每個(gè)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(guò)光伏陣列匯流箱進(jìn)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(guò)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(kāi)閉站，將電能送入電網(wǎng)。

3 光伏發(fā)電組件危險(xiǎn)有害因素分析

3.1 光伏支架危險(xiǎn)因素分析

支架基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)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(qiáng)度不夠，螺栓未按要求鍍鋅、安裝完成后未進(jìn)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(duì)太陽(yáng)能輻射的接收;若遇強(qiáng)風(fēng)等災(zāi)害天氣，會(huì)使支架不穩(wěn)，坍塌，造成一定的經(jīng)濟(jì)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(yùn)行期未定期巡視和維護(hù)、未按氣候條件進(jìn)行事故預(yù)測(cè)和采取對(duì)策，當(dāng)電站遭遇不良?xì)夂驐l件或超標(biāo)準(zhǔn)地震時(shí)，可能導(dǎo)致支架傾倒，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生光伏方陣整體傾倒現(xiàn)象。

3.2 光伏組件危險(xiǎn)因素分析

光伏組件也就是太陽(yáng)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(yùn)行過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)缺陷、太陽(yáng)能電池組件質(zhì)量缺陷、安裝質(zhì)量不合格、清理不及時(shí)、性能測(cè)試不合標(biāo)準(zhǔn)，都可能會(huì)影響光伏組件的性能;設(shè)計(jì)安裝時(shí)未考慮荷載、風(fēng)速、沙暴等惡性天氣帶來(lái)的影響，也將會(huì)對(duì)光伏電池造成損害，影響電站的運(yùn)行。

若光伏組件支架設(shè)計(jì)安裝時(shí)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(duì)太陽(yáng)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(jì)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(hù)等級(jí)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(duì)策措施

光伏組件安全對(duì)策措施主要依據(jù)《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50797-2012）等規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)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4Ω。

②集中敷設(shè)于溝道、槽盒中的電纜宜選用C類(lèi)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(dòng)力電纜和控制電纜宜分開(kāi)排列。

⑤匯流箱應(yīng)具有下列保護(hù)功能：a應(yīng)設(shè)置防雷保護(hù)裝置;b匯流箱的輸入回路宜具有防逆流及過(guò)流保護(hù);c匯流箱的輸出回路應(yīng)具有隔離保護(hù)措施;d宜設(shè)置監(jiān)測(cè)裝置。

⑥充電控制器應(yīng)具有短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、蓄電池過(guò)充（放）保護(hù)、欠（過(guò)）電壓保護(hù)及防雷保護(hù)功能。

⑦對(duì)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(hù);有特殊要求時(shí)，可配置縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)。

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(fù)荷運(yùn)行時(shí)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(dòng)態(tài)無(wú)功響應(yīng)時(shí)間應(yīng)不大于30min。

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了光伏發(fā)電站的中的光伏發(fā)電組件在運(yùn)行過(guò)程中可能具有的危險(xiǎn)有害因素，并提出了相關(guān)安全對(duì)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。

參考文獻(xiàn)：

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[3]呂淑然，劉春鋒，王樹(shù)琦.安全生產(chǎn)事故預(yù)防控制與案例評(píng)析[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[4]GB26860-2012，電力安全工作規(guī)程 發(fā)電廠和變電站電氣部分.

作者簡(jiǎn)介：

苗冬子（1976-），男，吉林省人，工程師，碩士，研究方向：電力系統(tǒng)安全評(píng)價(jià)技術(shù)。