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夏日炎炎，如何保障光伏電站運行安全？

日期：2022-08-15?

近(jin)年來由(you)于溫(wen)室效應和厄爾里(li)諾現象，全(quan)球各地普(pu)遍出現了夏(xia)季高溫(wen)天氣。過高的溫(wen)度不僅導致發電(dian)量下(xia)降，還(huan)會(hui)嚴重影響光伏組件的運行(xing)狀態和使(shi)用壽命，引起光伏組件、電(dian)纜(lan)、逆(ni)變器(qi)等電(dian)器(qi)設備的電(dian)機線圈漆包(bao)線絕緣性能(neng)下(xia)降、電(dian)纜(lan)絕緣軟化甚至(zhi)融(rong)化，導致電(dian)路短路打火(huo)，引起光伏發電(dian)站火(huo)災，危害人身安全(quan)和財產安全(quan)。
 
一、高溫對光伏電站各項設備的影響
 

01    高溫對光伏組件性能和發電量的影響

1）眾所周(zhou)知，光(guang)伏電池是(shi)一種(zhong)具(ju)有(you)負溫(wen)特性的(de)(de)半導體器件(jian)，溫(wen)度(du)越高發(fa)電性能越差，目前市場上大部分光(guang)伏組(zu)件(jian)的(de)(de)功率(lv)負溫(wen)特性都在(zai)(zai)-0.2～-0.4%/℃左(zuo)右，而光(guang)伏組(zu)件(jian)的(de)(de)額定(ding)功率(lv)是(shi)在(zai)(zai)25℃的(de)(de)標準(zhun)條件(jian)下測(ce)定(ding)的(de)(de)，當光(guang)伏組(zu)件(jian)的(de)(de)板溫(wen)高達75℃的(de)(de)時候，因高溫(wen)導致(zhi)的(de)(de)發(fa)電量損失將(jiang)達到(dao)10%～20%。
2）過高的(de)(de)溫(wen)度(du)不(bu)僅會(hui)導致(zhi)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)發(fa)電(dian)量的(de)(de)下降，還會(hui)導致(zhi)光(guang)(guang)伏(fu)(fu)組(zu)(zu)件(jian)內部(bu)(bu)(bu)電(dian)池(chi)(chi)片的(de)(de)位移(yi)，嚴重的(de)(de)會(hui)引起(qi)組(zu)(zu)件(jian)內部(bu)(bu)(bu)電(dian)池(chi)(chi)或(huo)(huo)連(lian)線短路，導致(zhi)組(zu)(zu)件(jian)故(gu)(gu)障。光(guang)(guang)伏(fu)(fu)組(zu)(zu)件(jian)的(de)(de)主(zhu)要封裝(zhuang)(zhuang)材料(liao)是EVA，這是一種在80℃以上(shang)的(de)(de)時候就會(hui)融(rong)化的(de)(de)塑(su)料(liao)。由于(yu)通(tong)常光(guang)(guang)伏(fu)(fu)組(zu)(zu)件(jian)在安裝(zhuang)(zhuang)時都會(hui)有一定(ding)的(de)(de)傾(qing)角，所以當光(guang)(guang)伏(fu)(fu)組(zu)(zu)件(jian)板(ban)溫(wen)過高，內部(bu)(bu)(bu)EVA融(rong)化，光(guang)(guang)伏(fu)(fu)電(dian)池(chi)(chi)片就會(hui)因(yin)為(wei)重力產生下垂(chui)位移(yi)。如果組(zu)(zu)件(jian)在封裝(zhuang)(zhuang)過程(cheng)中固定(ding)不(bu)佳或(huo)(huo)因(yin)高溫(wen)導致(zhi)內部(bu)(bu)(bu)固定(ding)失效(xiao)，就會(hui)因(yin)為(wei)電(dian)池(chi)(chi)片位移(yi)等原因(yin)引起(qi)內部(bu)(bu)(bu)短路、開路等故(gu)(gu)障發(fa)生，導致(zhi)組(zu)(zu)件(jian)不(bu)能正常工作或(huo)(huo)損壞。
3）長時間(jian)的高溫(wen)還(huan)會加(jia)快光伏電池的衰減，長期影(ying)響光伏發電性(xing)能。電池片(pian)的工作溫(wen)度過高還(huan)會加(jia)劇各種熱(re)斑現(xian)象的，導致電池片(pian)發電性(xing)能永久(jiu)性(xing)變差或損壞(huai)。

 
02高溫對電纜和電器絕緣的影響
高(gao)(gao)(gao)溫對絕緣材料的(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)、壽(shou)命都(dou)有(you)(you)直接負面(mian)的(de)影(ying)響。無論是電(dian)機、變壓器、電(dian)感等(deng)線圈的(de)漆包線還是各(ge)種(zhong)塑膠(jiao)線等(deng)電(dian)線電(dian)纜，都(dou)對高(gao)(gao)(gao)溫的(de)耐受能(neng)(neng)(neng)力(li)有(you)(you)限。過高(gao)(gao)(gao)的(de)工作溫度會(hui)導致(zhi)(zhi)絕緣性(xing)能(neng)(neng)(neng)下降等(deng)問題，嚴(yan)重的(de)會(hui)導致(zhi)(zhi)絕緣崩潰，引起短路爆炸或(huo)火災。
 
03高溫對逆變器等電子設備的影響
1)光伏電(dian)站有逆變器等電(dian)子(zi)(zi)設(she)備(bei)，內含大(da)量普通(tong)的電(dian)子(zi)(zi)元件、集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(lu)和大(da)功率開關(guan)晶體管。通(tong)常(chang)，民用級電(dian)子(zi)(zi)元器件的工(gong)作(zuo)溫度(du)范圍是-35℃～70℃，大(da)部分光伏逆變器的工(gong)作(zuo)溫度(du)為-30～60℃。超出了這個工(gong)作(zuo)溫度(du)范圍，無論是普通(tong)的電(dian)子(zi)(zi)電(dian)路(lu)(lu)還是集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)(lu)都(dou)會(hui)(hui)進入不穩定的狀(zhuang)態，這種狀(zhuang)態輕則導致電(dian)路(lu)(lu)設(she)備(bei)停(ting)機，嚴重(zhong)的就會(hui)(hui)導致電(dian)路(lu)(lu)邏輯混(hun)亂設(she)備(bei)損壞。
2)光(guang)伏逆變器中會有大量(liang)電(dian)(dian)(dian)解(jie)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)，同時(shi)為了(le)平穩(wen)光(guang)伏輸入端的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓、防止干擾，通常還(huan)會有數(shu)量(liang)不(bu)等的(de)(de)大容(rong)(rong)量(liang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)解(jie)電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器，這些電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器是非常怕高溫的(de)(de)，高溫會使電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器內(nei)部電(dian)(dian)(dian)解(jie)質逐漸揮發，導致電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)器電(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)量(liang)下降(jiang)甚至報廢。
3)光伏逆變器中的大(da)功(gong)率晶閘管也是對(dui)高溫(wen)很敏(min)感(gan)的器件，過高的溫(wen)度會影響大(da)功(gong)率晶閘管的正確運行和(he)使用壽命，過高的溫(wen)度會導致大(da)功(gong)率晶閘管燒(shao)毀。
 
04高溫對光伏連接器的影響
目前，光伏(fu)發(fa)電組(zu)件及(ji)組(zu)件串之間的(de)(de)連接(jie)，匯(hui)流箱、逆變器等部件的(de)(de)直(zhi)流端(duan)連接(jie)都廣(guang)泛采用(yong)了國際標準的(de)(de)MC4接(jie)插件。
MC4接插(cha)(cha)件屬(shu)于單芯接插(cha)(cha)件，具(ju)有密封性好(hao)，接插(cha)(cha)方便(bian)(bian)，檢修、維護方便(bian)(bian)等(deng)諸多優點。但也有它怕高溫、易老(lao)化(hua)、怕雨水(shui)淋浸等(deng)缺陷。組件連(lian)接器在(zai)安裝和使用過程中要避(bi)免陽光暴曬、高溫、淋雨等(deng)情(qing)況(kuang)，以(yi)免造(zao)成接頭老(lao)化(hua)、內(nei)部接頭、電(dian)纜銹蝕，造(zao)成接觸電(dian)阻(zu)增加(jia)、甚至(zhi)打火(huo)，導致系統效率下降或造(zao)成火(huo)災(zai)事故。
一個小規模(mo)的(de)(de)光伏發(fa)電站(zhan)里(li)，通常有(you)成百上千個這樣的(de)(de)連接(jie)器，它們中的(de)(de)任何一個連接(jie)器的(de)(de)工作狀態(tai)不良(liang)，輕則影響直流(liu)側內阻增大，導致(zhi)電站(zhan)發(fa)電效率下降(jiang)，重則因接(jie)觸不良(liang)導致(zhi)連接(jie)器發(fa)熱甚(shen)至(zhi)燒(shao)毀連接(jie)器，進而(er)導致(zhi)匯流(liu)箱(xiang)和逆變(bian)器的(de)(de)燒(shao)毀，更(geng)嚴重的(de)(de)甚(shen)至(zhi)會導致(zhi)大面積火災的(de)(de)發(fa)生。
二、高溫季節光伏電站運維需注意問題
 
光伏電(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)直流側電(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)高、電(dian)(dian)(dian)(dian)流大，組(zu)串接(jie)(jie)頭多、安裝(zhuang)環境復雜，很多接(jie)(jie)頭暴露在(zai)陽光下或經受風吹雨淋(lin)，極(ji)易發生(sheng)接(jie)(jie)觸不(bu)(bu)良(liang)甚至打(da)火(huo)、燃燒等(deng)火(huo)災(zai)隱患(huan)。夏季高溫會給光伏電(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)增添很多不(bu)(bu)確定隱患(huan)，發生(sheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)氣故(gu)障和火(huo)災(zai)的(de)可能性(xing)增大。對電(dian)(dian)(dian)(dian)氣火(huo)災(zai)一定要(yao)(yao)貫徹(che)“預防(fang)為主”的(de)原則，防(fang)患(huan)于未然。要(yao)(yao)特(te)別注意光伏組(zu)件、逆變器、變壓(ya)器、電(dian)(dian)(dian)(dian)線(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)纜(lan)及(ji)接(jie)(jie)頭等(deng)設備和部位(wei)的(de)通風散熱情(qing)況，對溫升異常(chang)的(de)情(qing)況要(yao)(yao)及(ji)時處(chu)理或關閉(bi)運(yun)行，以免出(chu)現重大事故(gu)。
一旦(dan)光(guang)伏發(fa)電(dian)(dian)(dian)站電(dian)(dian)(dian)力設施(shi)起火(huo)(huo)(huo)(huo)，要首先要關閉逆變器，切斷(duan)交流(liu)電(dian)(dian)(dian)源，然后(hou)還要盡快斷(duan)開(kai)光(guang)伏組件串回路，確保(bao)后(hou)期消(xiao)防滅火(huo)(huo)(huo)(huo)人員(yuan)的安全和控(kong)制火(huo)(huo)(huo)(huo)勢(shi)。光(guang)伏發(fa)電(dian)(dian)(dian)站發(fa)生(sheng)火(huo)(huo)(huo)(huo)災，滅火(huo)(huo)(huo)(huo)人員(yuan)進(jin)入上述范圍時(shi)(shi)，必須穿絕緣(yuan)鞋，接觸設備(bei)外殼和構架時(shi)(shi)，應戴絕緣(yuan)手套。對(dui)于10-35kV高(gao)壓電(dian)(dian)(dian)器火(huo)(huo)(huo)(huo)災，保(bao)持滅火(huo)(huo)(huo)(huo)器噴嘴與(yu)帶(dai)電(dian)(dian)(dian)體的最小距離不應小于0.4-0.6m。不要將(jiang)身體及(ji)手中(zhong)的滅火(huo)(huo)(huo)(huo)器碰觸到有電(dian)(dian)(dian)的導線或(huo)電(dian)(dian)(dian)氣設備(bei)，防止滅火(huo)(huo)(huo)(huo)時(shi)(shi)發(fa)生(sheng)觸電(dian)(dian)(dian)事故。電(dian)(dian)(dian)器滅火(huo)(huo)(huo)(huo)應采用干粉滅火(huo)(huo)(huo)(huo)器、二氧化碳、1211、四氯化碳滅火(huo)(huo)(huo)(huo)器或(huo)干燥(zao)的沙土等，嚴禁用水和泡沫滅火(huo)(huo)(huo)(huo)器。
小結：
夏(xia)季(ji)高(gao)溫不(bu)(bu)(bu)僅使(shi)人難以(yi)忍受(shou)，也(ye)會(hui)影響光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)站(zhan)的(de)(de)發電(dian)量，還(huan)可能(neng)會(hui)給光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)站(zhan)帶(dai)來(lai)很多(duo)不(bu)(bu)(bu)安(an)全(quan)和(he)不(bu)(bu)(bu)確(que)定的(de)(de)故障隱患問題。夏(xia)日要保證光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)站(zhan)平穩運行，需要確(que)保光(guang)伏(fu)(fu)電(dian)站(zhan)陣列沒(mei)有局部遮陰，逆變(bian)器等(deng)電(dian)器設(she)備一定不(bu)(bu)(bu)能(neng)受(shou)到陽(yang)光(guang)暴曬，并(bing)且要通風降溫，密切觀察系統(tong)中的(de)(de)每一個重要環節的(de)(de)溫升情況。正確(que)的(de)(de)運維(wei)和(he)安(an)全(quan)生產不(bu)(bu)(bu)僅可以(yi)大大提高(gao)電(dian)站(zhan)發電(dian)量，還(huan)可以(yi)提高(gao)發電(dian)量設(she)備和(he)電(dian)站(zhan)壽(shou)命(ming)，確(que)保電(dian)站(zhan)安(an)全(quan)穩定和(he)高(gao)效運行。
 
 
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