光伏電站運維管理的分析與探討

姚焰華

摘 要：近些年來，隨著我國經濟的不斷發展，對能源需求的力度越來越大，傳統能源對環境的依賴和污染問題近些年已經顯現出來。因此許多國家正在逐步進行新能源的開發和利用，尤其是太陽能資源，作為清潔無污染的新型能源，它的成功應用對于緩解越來越嚴重的能源危機和環境保護都有極其重要的戰略性意義。太陽能光伏電站在我國的大力發展和應用，是我國應對自身資源問題和現代化發展的重要舉措，但在運行維護管理中存在的一些問題，已經影響到了太陽能光伏電站的運行效率，我國的建設原則基本遵循分布式利用與集中開發模式相結合，太陽能資源豐富的西部地區地區主要以集中開發模式為主，而在東中部地區則以分布式光伏模式建設施行，并與區域內的水電、火電、核電等其他電站相輔相成。隨著光伏電站的建設和推廣的規模不斷擴大和類型的多樣化發展，也給我國的光伏電站的運行維護和管理帶來了巨大的挑戰，因此我國應當對光伏電站的發展現狀和規劃進行深刻的剖析和討論，進而提高太陽能光伏電站的整體運行維護水平。

關鍵詞：太陽能光伏；設備管理；運維機制；問題與對策

1 光伏電站的發展概述

1.1 太陽能利用

在當前能源危機越來越嚴重的情況下，對可再生資源的開發與利用成為當今世界社的重要討論和發展的問題。我國在能源領域的主要任務和工作重點是加快我國能源結構調整的步伐，不斷加強我國綠色能源的開發及實際生產能力。太陽能作為新能源的一種，得到了社會的廣泛關注。在多年的探索實踐中表明，這一技術是切實可行的。

1.2 光伏電站

光伏電站是指一種利用太陽能資源，采用現代化的特殊材料（晶硅板、逆變器等電子元器件）組成的發電系統，并與其他電網相連輸送電力的光伏發電體系。光伏電站是目前我國家鼓勵力度最大的綠色能源開發項目之一。太陽能光伏電站一般有兩種建設形式，可分為獨立發電系統（帶蓄電池）和并網發電系統（不帶蓄電池）兩種，太陽能資源的發電模式可分為光熱發電模式和光伏發電模式，現階段的太陽能發電大多是指太陽能資源的光伏發電模式。

1.3 光伏電站的主要組成部分

光伏電站發電系統主要是由太陽能電池矩陣、蓄電池組、控制設備、逆變器設備、太陽能跟蹤控制系統等設備組成。

1.4 光伏發電的優缺點

1.4.1 光伏發電的優點

太陽能資源是可再生資源，取之不盡，用之不竭；太陽能資源發電應用安全，無噪聲污染，綠色環保無污染；光伏發電系統不受太陽能資源分布地域的限制，可利用建筑屋頂、各類荒地以及平地的優勢；實用性高，能源質量高；工程建設周期較短，從而會相對節省獲取能源的時間。

1.4.2 光伏發電的缺點

太陽能資源的具有稀薄性，照射的能量分布密度小，即需要廣闊的覆蓋面積才能收集到足夠的資源；太陽能資源具有間歇性，無法連續不間斷的供應和獲取能源，受四季變化、晝夜交替及陰晴轉換等氣象條件的影響。

1.5 光伏發電的發展歷程

1839年法國科學家貝爾雷克發現光伏效應，到1945年才在美國的貝爾實驗室里將該理論轉化為實際應用，制成了單晶硅太陽電池，實現了將太陽能資源轉為電能。20世紀70年代后期，隨著世界工業化進程的不斷推進，全球性的能源危機和大氣污染問題逐漸顯現，傳統能源如煤、石油等資源不斷減少的同時，對環境所造成的危害也日益嚴重，大形勢下，世界各國開始吧目光投向了可再生、無污染的新能源，以尋求世界的可持續發展。20世紀90年代后期，光伏發電技術迅猛發展，歐美各國廣泛規劃和應用，隨著太陽能光伏發電技術的不斷完善，光伏組件的生產成本也在不斷降低，光伏發電的規模化、工業化進程隨之加快。

2 光伏電站在我國的發展

2.1 中國開發太陽能優勢

我國地處北半球，國土面積遼闊，太陽能資源豐富 ，我國大多數地區年平均日輻射量高，年日照時數長。與同緯度的其他國家相比，具有很大優勢，具有巨大的開發潛能。

2.2 中國開發太陽能歷史

我國太陽能應用的研究工作開始于20世紀五六十年代，將太陽能電池研制成功后，于20世紀70年代進入太陽能光伏發電產業，并在我國第二顆人造衛星（東方紅2號）上首次成功應用，隨后我國開始了太陽能電池在地面的應用。改革開放以后，隨著國內外先進技術的交流學習和實踐，我國開始自主開發單晶硅太陽電池。20世紀末，我國的太陽能光伏發電技術正式進入穩定發展時期，光伏發電組件年產量產量穩步增長。經過幾十年的努力，在本世紀初光伏發電迎來了快速發展的新階段。總體來看，我國的太陽能光伏發電產業的發展歷程上有兩次大的飛躍，第一次是在20世紀80年代中后期，當時正值我國的改革開放的蓬勃發展時期，太陽電池生產線得到迅速擴張，使我國的光伏電池的生產能力逐步增強，所引進的太陽能電池的生產設備及生產線的主要投資來自政府的財政撥款和國有企業的資金投入。光伏產業的第二次比較大的發展階段是在進入21世紀以后，主要是受國際發展大環境的影響、國際項目和政府項目的啟動以及市場需求的拉動。21世紀初期，由國家發改委負責實施的“送電到鄉”項目及“光明工程”的先導項目以及在“送電到村工程”均采用了較為先進的太陽能光伏發電技術，為我國的社會主義現代化建設奠定了基礎和保障。截止到2016年，我國累計光伏裝機量近到5000萬千瓦，首次超過德國，躍居世界第一。這代表著我國在新能源領域繼風電裝機躍居全球第一之后的又一次飛躍。

2.3 中國開發太陽能現狀

經過幾十年的發展和實踐，我國現階段的光伏電站建設項目已日趨完善，并已初步建立起從原材料的生產到光伏發電系統建設等多個環節構成的完整產業鏈，尤其是多晶硅材料的生產所取得的重大突破和進展，打破了太陽能電池的外國進口條件壁壘，為我國的太陽能光伏發電的規模化、系統化發展奠定了基礎和條件。endprint

2.4 光伏電站現狀

近些年來我國太陽能光伏發電產業快速發展，投資風險小、收益見效快、政府政策好等特點，引發了整個光伏發電產業出現前所未有的投資熱潮，同時也存在著盲目投資、光伏電站間惡性競爭、光伏發電技術創新不足等問題。光伏電站在國家的相關政策和扶持下，經過幾年的技術過度時期近幾年來已經步入快速發展建設的新階段。隨著國內光伏電站的不斷增加，現階段光伏電站的安全運營和維護工作已經成為光伏電站發展的重中之重。并網光伏電站直接與電網并聯，光伏電力與市電同時對設備供電，不需要切換裝置。眾所周知，光照強度是一個拋物線的變化過程，光伏電力也遵循這一變化規律。用戶功率穩定，保證用電穩定。實現節能效益共享的初衷。因此光伏電站的運維管理工作是其安全運行的保障和基礎，通過對設備的科學化的檢測和評估，對其進行周期性的預防維護，并且定期對其進行設備性能檢測等方法，對光伏電站進行經濟有效的科學管理，以維持整個光伏電站的正常安全運行，進而保證投資者的利益，同時這也是光伏電站擴大規模提升自身競爭力的基礎。

3 光伏電站在運維管理中的問題分析

在國家的相關政策扶持持下，近幾年來太陽能光伏發電行業的快速發展和建設，國內光伏發電企業和制造企業都有了很大的進步，同時，也不可避免的涌現出了很多問題。

3.1 運行維修方面

主要是電站建設方面、光伏電站電價受政策性影響較大，導致大部分項目工程建設期較短，電站設計和建設的諸多環節不能得到有效的科學控制，這必然會影響電站的整體安全和建設質量，隨著光伏電站規模的不斷擴大，這類矛盾愈加突出。同時，大量光伏電站短期內的連續建設運行，行業內專業的運行維修人員配備不足，大多數的運行維修人員缺乏基本的現場運行維修經驗，由于太陽能光伏電站屬新興發電形式，運行維修員工并無光伏電站的維修經驗，同時也沒有較為系統成熟的光伏運維管理體系可以學習借鑒。尤其是對于大型荒漠化并網光伏電站來講，大多建設在偏遠地區，甚至是處于西部地區的荒漠戈壁地帶，交通不便、電壓等級要求相對較高，給運行維護和故障維修造成了一定困難。而且專業的太陽能光伏電站運行維修人才短缺、運維管理隊伍相對年輕、太陽能光伏運維經驗少、運維技術交流機會相對較少、生產廠家的事故處理周期較長等因素會影響光伏電站的日常運行和維護。

3.2 光伏電站的自身限制因素

隨著技術的進步和發展，光伏發電組件的原材料價格逐步下降，原有的組件及電池的生產商近幾年持續虧損，近三分之一的組件商瀕臨或已近停產。與此同時，由于國家相關政策的控制下，太陽能光伏發電距離平價上網，還需等待，導致電站運營商和投資商也在觀望狀態，這將導致太陽能光伏發電組件的價格持續下跌；另外來講，國家相關財政補貼資金缺口很大，我國的太陽能光伏電站是生存在國家財政補貼之上的行業，所獲取利潤的高低取決于國家財政補貼和各地的電價水平。國家統一的分布式發電項目電價標準的不確定性以及國家相關財政的調整，都會給電站投資商帶來不確定性。

3.3 光伏電站的后期運營

太陽能光伏發電項目作為新興的新能源產業，隨著規模的不斷擴大，一味的追求快速發展，忽略了太陽能光伏電站的后期運營和維護管理，尤其是在前期的設計、施工階段，對于光伏發電的運行和維護的需求考慮不全面，缺乏太陽能光伏電站運營維護設施設備和預案措施及經驗，光伏電站的安全管理問題也尤為突出，光伏電站的運行維修從業人員參差不齊，未組織專業的職業技能及安全操作的培訓，運維人員的安全意識薄弱，運營檢修操作不規范，易導致設備的故障和損害。同時由于缺少有力的安全監督，運維方式方法不成熟、不科學、不專業，再加上光伏電站的運維缺乏行業標準和技術規范，運維效果不佳，長此以往，對光伏電站的投資人和當地政府都會造成一定的經濟損失。

3.4 光伏設備管理

太陽能光伏電站并網投運后，光伏設備便成為了電站管理工作的重中之重。只有降低電氣設備發生故障的概率，才能切實保證電站安全的穩定運行，進而達到預期的生產目標滿足各方的效益要求。電氣設備作為光伏電站的核心設備，是決定安全生產的主要因素，電氣設備的正常維護也是保障運行的重中之重，同時又由于大型并網光伏電站涉及的光伏組件及設備類型和數量眾多，來自不同廠商，不同技術發展水平的光伏發電設備的兼容性較差，易導致設備故障、光伏發電系統運行的不穩定、太陽能利用率低下等問題，嚴重影響太陽能光伏電站的經濟效益。長此以往，電器設備的技術性能衰弱，組件的使用壽命會降低。為杜絕此類現象發生，以及把因設備原因而造成的企業損失控制到最低，我們應當制定出一套切實可行的設備運維管理機制，從而確保電站安全穩定生產，減少設備故障的發生，保障順利生產。

4 光伏電站的管理與發展

4.1 光伏電站管理

光伏電站在建設和運行期間，應當根據我國的相關法律法規以及電力行業的相關規定，結合其他電站運行的規章制度，制定出符合自身特點的相關細則和章程，以適應日常生產經營管理的需要和光伏電站的安全高效運行，同時應組建項目管理公司，定期巡檢電站，保證電站運行，同時，也可與當地的光伏實驗室進行合作，對電站的運行狀況進行精確檢測和把握。

4.2 運行維修人員個人技能素質提高

運行維修人員的個人技能素質的提高是需要從大量的實踐經驗中獲取。應當加強運維人員的專業培訓工作，不斷提高從業人員的素質水平，加強創新意識，為太陽能光伏電站的可靠運行提供技術支持和人員保障。在光伏電站運行分析制度建設的過程中，落實國家相關政策和補貼，整合多方的資源及力量，進而不斷累積光伏電站的建設生產經驗，進而提升我國太陽能光伏電站的建設水平。同時，這就要求太陽能光伏電站的運維人員應當依據自身的實際經驗，建立光伏電站的設備運維技術檔案，這樣能夠有效地促進行業人員的交流與合作，也能夠幫助運維人員能夠高效的熟悉各設備參數和運行概況，為光伏電站的日常運維作業提供技術保障。endprint

4.3 相關政策

對分布式光伏發電不應只采取單一的電量補貼方式，為了維持市場繁榮和東西部利益均等，國家應當改變相應的國家補貼政策，地方政府也應貫徹落實補貼和并網政策，政府對光伏電站的補貼不應只停留在表面，在具體實施中要做到不拖欠，不推諉，與光伏電站的投資商河建設方協商發展。國家電網對分布式光伏項目的并網政策也應進行相應的調整，提高光伏電站投資者的積極性，處理好光伏電網與國家電網之間的利益關系，最終達到雙方共贏的目的。

4.4 明確項目的責任制度

明確項目的責任制度，提高太陽能光伏電站的整體運維管理水平。太陽能光伏發電設備投資較大，且由于位置多為貧困偏遠地區，再加上太陽能光伏電站是屬于一個新興事物，在當地的運維管理上存在困難，正常運行比較艱難。工作人員應該首先明確項目的責任負責制度，確定項目責任，政府也應通過相應的政策引導，支持當地企業加入到太陽能光伏設備的研發與經營中，太陽能光伏電站應當采用商業化的管理模式，打造政府和個人雙贏的太陽能光伏電站。

4.5 加強細節問題維護

提升運行維護管理水平在太陽能光伏電站的建設中，必須要注意以下細節問題：①組件朝向問題，組件應當呈一定傾角朝南鋪設；②防遮擋問題，鋪設于開闊地帶，或者房屋建筑頂層，避免陽光被遮擋；③光伏組件的清潔，可根據運行環境的具體情況確定清潔周期和方案。清潔時，應避免對面板的踩踏，用科學有效的方法去污的同時注意對光伏組件的保護；④做好設備組件的定期檢修工作，光伏電站常備易損換的部件，以便及時更換損壞的組件，提高工作效率。

5 結束語

隨著世界工業化進程的加快，資源枯竭和日益嚴重環境污染問題也接踵而至，近些年來，我國出臺了各項一系列治理環境的政策法規，加大了環保力度，尤其是對新能源的開發和利用，國家財政專項專用。太陽能光伏電站的普及和建設，可見是社會發展的時代要求，也是我國建設社會主義的重要組成部分，雖然現階段的光伏電站運維管理還存在一定問題，但其發展前景不可估量。

參考文獻

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