石化企業對光伏電站運維管理的思考與實踐

黃萬東

摘 要：為實現綠色發展和“凈零排放”的目標，近些年來國內外不少能源化工企業進入光伏發電領域。如何做好光伏電站的運行維護，成為石化企業不得不思考的重要課題。本文從分布式光伏電站消防安全、作業安全、環保管理等方面進行思考，通過識別在光伏電站運維期的關鍵因素，提供解決措施的實踐供同行們參考。

關鍵詞：石化企業;光伏電站;運維管理;消防安全

在新時代綠色發展大背景下，能源的潔凈化已經成為一種不可逆轉的趨勢。國內外不少化工能源企業提出了“凈零排放”的目標，并且不少企業已經在自用廠房和合作伙伴廠房建設光伏電站，獲取清潔能源。因此，進入全新領域的石化企業，如何更好的開展光伏電站的運行維護，這成為我們不得不思考的重要課題。本文從分布式光伏電站消防安全、作業安全、環保管理等方面進行思考，通過識別光伏電站運維期的關鍵因素，提供實踐的解決措施供同行們參考。

1 石化企業建設運營光伏電站的模式

分布式光伏發電為采用太陽能光伏組件，通過光生伏打效應將太陽能直接轉換為電能。電力的輸出一般為自發自用余電上網模式。

當前石化企業在自有物業房頂建設分布式電站，一般在非危險倉庫或者一般倉庫屋頂進行建設，也有在加油站、加油船上建設。此外，還有直接對外投資在合作伙伴廠房屋頂建設分布式光伏電站并持有運營以及探索建設大型地面電站。

而不管在自有物業還是合作伙伴工業廠房屋頂建設光伏電站，鑒于自發自用模式，用電方最為關注安全穩定的電能供給。因此，如何安穩長滿優的運行好光伏電站，確保運行期間人員安全、環境友好，是值得研究的課題。

2 分布式光伏電站防火防爆措施探討

部分石化企業在自有物業建設分布式光伏時，在要求防爆的場所IEC Zone 2 區域也布置了太陽能光伏組件。此外，由于光伏電站的火災一般為E類火災，在消防員滅火時要切斷所有電源，但是光伏陣列是一個能產生高壓電的隱形電源，它的直流側高壓是斷開不了的。這給消防員帶來很大的觸電風險。因此，采取措施預防火災的發生意義重大。

2.1 消除人的不安全行為引起的火災。

在光伏電站火災事故中，如何控制點火源非常關鍵。首先要控制人的不安全行為，不專業的檢修和誤操作使光伏電站系統出現短路、接觸不良、電弧、電火花等火源引起火災。在連接光伏組件組串的MC4標準快速接頭時，沒有采用專用工具緊鎖MC4接頭，會失去防水效果。接頭放置位置不合適也會引起短路起火。一般應把接頭放在光伏組件北面的支架槽內，不得暴露在兩個組件之間，防止下雨雨水入侵導致短路起火。

2.2 電氣設備防火防爆的控制

首先，在防爆區域安裝的光伏系統，特別是電纜封裝部位、太陽能光伏組件必須達到防爆要求，取得認證。有研究認為，在光伏電站火災中由直流電弧引起的占40%。在直流電源側，有光伏組件、匯流箱、逆變器等等電氣設備，整個電站的接頭上萬個。任何接頭的松動都會引起直流電弧。因此，應使用合格電纜、阻燃電纜和其他合格的電氣設備。

2.3 防止外部環境變化產生點火源引起火災

在第三方合作伙伴廠房屋頂建設分布式光伏電站，屋頂的所有權和管理權為合作伙伴，在長達25年合作期期間，廠家可能還會繼續使用廠房屋頂，在屋面堆放易燃易爆物品、開口排放高溫煙氣、工人對屋頂彩鋼瓦進行打磨除銹噴漆甚至誤操作電氣設備等等。這些都會產生點火源引起火災。

2.4 消防設施與防控措施

一般在石化企業自用物業建設分布式光伏電站時已按照石化企業要求配備消防設備設施。對于商業化的分布式光伏電站，要針對屋頂光伏組件及附屬電氣設備著火配備必要的滅火器。為方便人員發現初起火災發生時，能及時拿到滅火器進行滅火。應在屋頂入口處以及在發生火災風險等級高的設備附近擺放，并在醒目位置張貼標識。微觀選址擺放時，盡量選擇在陰涼遮陽處，實在不能避免長時間太陽直射時，則應加裝遮陽板等防護設施，嚴禁不使用滅火箱直接讓滅火器裸露在外。

還要預防雷電。要按照要求對防雷設施定期檢測，每年至少一次，涉及防爆區域每年不少于2次。

3 運維作業安全風險及防控措施

無論光伏電站還是其他電站，運行維護期間防范人員觸電都為重點，眾多文獻進行了研究。本文重點對防控高處墜落進行探討。標準化工業廠房屋頂一般為混凝土結構或彩鋼瓦，離地面高度地面幾米至幾十米。因此，高處墜落風險居高。

高處墜落的風險識別與防控。高處墜落較多發生在攀爬及在屋面作業過程中。一般工業廠房會設置鋼直爬梯通往屋面，執行《固定式鋼梯及平臺安全要求》（GB4053.1-2009）的直爬梯，與電力行業標準《變電站建筑結構設計技術規程》（DL/T5457-2012）相比，要求強制設置護籠，攀登高度大于10m時采用多段梯，梯段水平交錯布置，并設梯間平臺，安全防護設施標準更高。但運維人員要從無護籠的便利中轉變思維與行為，不能再隨身攜帶過大的工具，且應將工具放入合格的工具包，防止工具跌落對地面人員造成物體打擊傷害，應到達屋面后采用其他方式傳遞大件工具（清洗光伏組件的工具等）到作業面。

屋面作業時，注意防止臨邊作業墜落。預防在屋面的彩鋼瓦薄弱環節處產生塌陷導致人員墜落。一般屋面會設置采光帶，常見的采光帶材質為PVC，不抗老化。從本質安全的角度出發應更換為抗老化的采光帶，另外還可在屋面的采光帶處設置安全防護網。定期對彩鋼瓦進行檢查，不能兩人同時踩踏在一塊瓦面上，同時作業時要有合理間隔，降低單體瓦面的載荷。

按照《特種作業人員安全技術培訓考核管理規定》（總局30號令）要求，經常在屋頂進行巡檢和組件的清洗作業的運維人員，要經高處作業特殊培訓并取得相應資格證書。凡患有未控制的高血壓、恐高癥等不適于高處作業疾患的人員，不得從事高處作業。

4 探討分布式光伏電站的環保管理

4.1 施工期環保管理

施工期間，主要存在環境危害因素為固體廢棄物、噪音、揚塵、廢水。運輸車輛進場時帶來的揚塵，在施工安裝期間切割、搬運引起的噪音，這些都隨著施工的結束自然消散。在環保驗收時重點核實施工時當地周圍環境造成的破壞有無按照規定進行恢復。施工時廢水排放是否合規，是否對周邊環境造成污染，相關污漬是否清除干凈;施工產生的廢渣廢料（光伏組件包裝物、電纜廢氣邊角料等）是否妥善處理，是否按要求進行打包回收;施工時臨時物料（水泥、沙石等）堆放場地，退場后是否按要求清理干凈;電纜鋪設破壞的植被是否恢復等等都要核實敦促承包商整改到位。

此外，還要注意各類電氣設備可能產生的不良環境影響，重點核實采購質量是否可靠。如核查光伏組件是否符合環保條件（電池表面涂有防反射涂層，封裝玻璃表面經過特殊處理）無光污染產生;變壓器、逆變器是否符合標準，運行中是否產生不正常噪聲污染。最后，要嚴格執行環保“三同時”管理規定，清洗組件后的廢水排放設施要與主體工程配套銜接，同時竣工。總之，通過檢查和整改能為正式運維營造清潔環保的基礎。

4.2 運維期環保管理

正常運維期，會產生一般固體廢物和生活垃圾，清洗太陽能組件時產生一般廢水，更換電池也會產生危險廢物（廢舊電池）。因此，維修過程中對產生的一般固體廢物合理進行分類并及時處理;在清洗組件時采用清潔環保的清洗劑，產生的廢水引流至相應的排水系統中排放;要規劃好垃圾桶的擺放位置，按照當地政府要求進行垃圾分類;不間斷電源電池如若有膨脹變形及漏液現象，需及時更換，廢電池交由專業公司處理，不可隨意處置造成環境污染。

上述生產運維過程中的環境保護措施，要制定工作程序形成操作規程，監督員工執行到位。

5 結語

總之，石化企業不管是自用光伏電站還是對外投資的光伏電站，在運維時都要確保安全穩定的電能供給。要重點從消防安全、作業運維時防止高處墜落、光伏電站環保管理等方面夯實光伏電站運維的基礎，不斷提高光伏系統發電效率，促進綠色低碳潔凈能源的發展。