對光伏發系統危險有害因素若干分析

張俊杰

甘肅電投辰旭金塔太陽能發電有限公司 甘肅酒泉 735000

摘要：本文中對光伏發電組件的構成、其運行過程中可能存在的危險有害因素以及應對措施進行了詳細的分析和探究，希望對讀者產生或多或少的借鑒意義與參考價值。

關鍵詞：光伏發電組件 危險有害因素 安全對策措施

中圖分類號：TM6文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

1 概述

對于任何國家和地區來講，其發展和生存都不可能離開能源資源，缺少了能源，社會生產和人類的生存都將受到毀滅性的影響，而能源又分為可再生能源和非可再生能源，其中、煤炭、石油等是典型的非可再生能源，一經使用到一定的程度，其將不能繼續供應，而電力則是可再生能源，同時也是清潔無污染的能源，不難發現，對能源的利用還是應該以電力為代表的可再生能源為主，只有這樣才能滿足人類對能源源源不斷的需求，保證人類的生存和可持續發展。

石油、煤炭等傳統能源雖然為人類的發展做出了不可磨滅的影響，同時對其利用也經過了很長的一段時間，但是由于其自身的不可再生性、高污染性等缺點的存在，導致每個國家不可能長此以往的對其進行利用，畢竟使用到一定程度和年限，其將不能夠再繼續滿足人們的需求，這個時候，一種替代性能源的產生就顯得尤為必要，毫不夸張的說，找不到一種合理的替代性能源，人類的生存將無法繼續。在全世界都將目光轉向如何解決愈演愈烈的能源危機問題，各個國家開始探索如何提高對于能源的利用效率，從以非可再生的能源利用為主轉向對清潔無污染、可再生的能源的利用為主，只有這樣才能從根本上徹底的解決人類發展與資源短缺、環境破壞之間的矛盾和沖突。隨著經濟的高速發展和科學技術的進步使得光伏得到了開發和利用，這種新能源之所以在世界范圍內得到了普遍的推廣和應用，主要原因就是它集多種優點于一身，使得能源短缺問題得到了很好的解決。然而，由于其這種新型能源的利用至今并沒有多長的時間，加之其特殊性質的存在，使得光伏發電過程中存在較多的漏洞，特別是其安全性得不到良好的保障。鑒于此，筆者在文中首先對光伏發電組件的構成進行詳細的闡述，接下來對發電過程中存在的危險性進行探究，最后根據問題做出具有針對性和可行性的解決措施，希望提供綿薄之力。

2 光伏發電組件構成

光伏發電組件的構成是極為復雜的，其主要包括以下幾個部分：伏電站安裝單晶硅或多晶硅太陽能電池若干塊，光伏陣列由此構成。光伏陣列被分成很多的發電單元，每個發電單元由防雷直流匯流柜、逆變器、升壓變壓器組成。第一步先通過光伏陣列匯流箱進行匯流，隨后經過電纜接至直流匯流柜，隨后和逆變器連接起來。再通過電力電纜并聯敷設接至升壓變壓器。接入升壓變電站或開閉站，最后把電能送入電網當中。

3 光伏發電系統危險有害因素分析

3.1 光伏支架危險因素分析

光伏支架工程的地質地形條件是影響支架穩固性與安全性的宏觀要素，畢竟支架建立的基礎就是處在一定的地質條件之中，所以，自然環境的好壞與地基承載力的大小都直接影響光伏支架的安全，一般來說，支架之間的連接都是依靠鍍鋅螺栓實現，如果施工的時候沒有完全按照預先設計好的施工圖紙進行，將直接造成施工中出現各種問題，例如：螺栓連接的穩固性達不到相關標準、連接強度太低，以上都是施工前期的問題，后期問題的出現更為嚴峻，直接影響到光伏支架的平衡與協調，會造成支架發生一定程度的傾斜甚至坍塌，最終不利于電池組件對太陽能輻射的接收；而一旦遭遇大風、冰雹等極端天氣，也會使支架發生坍塌，對人員造成人身健康和財產威脅，經濟損失不可估量。除此之外，如果支架的制造材料不合格，支架表面沒有進行銹處理，沒有按照規定進行加固處理，沒有定期或不定期進行對支架的檢查與維護，沒有根據不同的天氣條件采取有針對性的預防措施，以上種種情況都會影響光伏組件正常發揮作用。

3.2 光伏組件危險因素分析

所謂的光伏組件，指的就是太陽能電池組件，它是光伏電站中眾多組件中的很重要的一個是必不可少的。光伏組件正常功能的發揮和實現受到很多因素的制約，例如：光伏電站的設計缺陷和漏洞、太陽能電池組件存在質量漏洞、太陽能電池組件的安裝不合理、沒有及時的清理組件、性能測試不過關等；在進行光伏組件的安裝與設計的時候沒有考慮到外界自然條件的影響，例如沙塵暴、暴風等極端天氣條件，這些都會降低光伏電池的使用壽命，阻礙電站的正常運行。此外，如果安裝和設計光伏組件支架的時候沒有全面的考慮到地形地質條件的影響，將直接影響光伏組件的穩定性，造成其發生傾斜甚至傾覆，不利于對于太陽能輻射的正常接收。

3.3逆變器危險因素分析

逆變器作為直流轉換的設備，逆變器設計的合理與否將會影響逆變器的運行效率，此外，若未能對元件進行適當的調整和妥善的保養，也會影響其性能的穩定性。從設計安裝過程中，光伏電站一般1MW為一個子系統，常用的是 500K容量的逆變器，就需要合理均勻分配，且每個逆變器的負荷一定要分配均勻，兩臺逆變器形成一個子系統1MW，否則容易導致容量不均衡發生爆炸。逆變器還要做好風沙以及高溫天氣運行的防護工作，以免風沙侵入對模塊散熱風機卡死或者老化嚴重，散熱不及時的問題，導致高溫停機或模塊爆炸。

4 光伏發電組件安全對策措施

《光伏發電站設計規范》（GB50797-2012）等標準和規范是光伏組件主要的安全對策措施，具體包括以下幾個方面：

第一，光伏方陣接地必須具備可靠性、持續性，接地電阻大于等于4Ω。

第二，如果電纜被集中敷設于槽盒與溝道中，應該選用C 類阻燃電纜。

第三，對于光伏組件與匯流箱之間的電纜，必須采取必要的加固措施，并采取適合的防曬措施。

第四，應該把控制電纜和動力電纜分開進行排列。

第五，匯流箱必須具備以下幾個保護功能：其一，進行防雷保護裝置的設置；其二， 匯流箱的輸入回路宜具有防逆流及過流保護；其三，必須將必要的隔離措施設置在匯流箱的輸出回路中；其四，最好進行監測裝置的設置。其六，充電控制器應具有短路保護、過負荷保護、蓄電池過充（放）保護、欠（過）電壓保護及防雷保護功能。

第六，對光伏發電站送出線路，應在系統側配置分段式相間、接地故障保護；有特殊要求時，可配置縱聯電流差動保護。

第七，光伏發電站調度管轄設備供電電源應采用不間斷電源裝置（UPS）或站內直流電源系統供電，在交流供電電源消失后，不間斷電源裝置帶負荷運行時間應大于40min。

第八，光伏發電站必須具有較強的低電壓穿越能力、頻率適應性、電壓適應性、低電壓穿越能力。

第九，光伏發電站動態無功響應時間需要小于三十分鐘。

5 結語

通過筆者在文中的詳細敘述我們不難發現，在光伏發電站的運行過程中，其電組件極其容易受到內部或外部因素的影響和制約，這些因素的存在直接降低了光伏發電效率，更嚴重的是存在較大的安全隱患，對人員的生命健康造成極其不利的影響，而筆者在這方面的研究已經有數年的時間，對光伏發電方面的了解相對豐富，所以對光伏發電發電構件的構成、發電過程中存在的危險以及應對措施進行了全面的分析和細致的研究，當然，見解中肯定存在片面之處，如果有欠缺之處，敬請讀者諒解并指出，定當虛心接受與改正。

參考文獻：

[1]王成山.微電網分析與仿真理論[M].北京：科學出版社，2013.

[2]GB50797-2012，光伏發電站設計規范[S].