基于光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行維護分析

李趙磊

【摘要】利用太陽能進行發(fā)電，已經(jīng)成為目前主要光伏發(fā)電方法，另外在當前主要發(fā)電領域研究中，太陽能半導體材料的制造和使用，也對光伏法定系統(tǒng)的結構產(chǎn)生重要的作用。本文主要闡述了光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行維護相關內(nèi)容。

【關鍵詞】光伏;發(fā)電系統(tǒng);運行維護

1光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與原理

光伏發(fā)電系統(tǒng)要實現(xiàn)光能到電能的轉變，通常包含了蓄電池、光伏方陣、控制器、逆變器、配電柜與太陽光跟蹤系統(tǒng)等部分，其中還包含用來聚光的反射鏡與聚光透鏡。光伏方陣采用光伏模板組成特定形式實現(xiàn)對光能信號的捕捉與積累，在光生伏特效應下，實現(xiàn)在蓄電池兩端電荷的累計，形成的電荷在電池兩端形成了電動勢，完成光能到電能的轉變。蓄電池可以實現(xiàn)電能的儲存與放電，其中為防止電能儲存過多或放電嚴重的情況，一般添加控制器，控制器保護蓄電池的充放電過程，可以對蓄電池的壽命起到延長的作用。要實現(xiàn)直流電到交流電的轉變往往需要添加逆變器，逆變器按應用要求不同常分為正弦逆變器與方波逆變器兩種，前者應用范圍廣，但是成本相對的較高。太陽光跟蹤系統(tǒng)可以捕捉太陽光的變化，實現(xiàn)隨太陽光轉動的目的，保證發(fā)電效率的最大化。

2光伏系統(tǒng)中光伏組件的運行和維護

2.1光伏組件的清洗問題

經(jīng)過長時間的使用，光伏發(fā)電系統(tǒng)中的組件和結構，會造成許多灰塵的積累，這就要求定期對光伏組件進行清潔和整理，確保光伏組件和結構干凈。由于積累的灰塵會對光伏電站的運行產(chǎn)生巨大的影響，并且灰塵的出現(xiàn)，不僅會阻擋光伏組件吸收太陽能，同時也能阻礙熱量傳導的進行。如果不及時清理太陽能電池板表面灰塵，會隨著不斷增加的灰塵，造成太陽能電池板的燃燒。這是由于灰塵具有很低的導熱系數(shù)，大量的灰塵會增加太陽能電池板的熱量，就會出現(xiàn)自燃情況。這就會對光伏組件造成損害，增加危險的發(fā)生概率，同時造成嚴重的經(jīng)濟浪費，對于光伏組件的清洗工作，要定期并且仔細全面地進行。在我國當前對光伏組件清洗過程中，有四種作為主要的清洗方法：1）通過人工清洗，工作人員使用長距離的拖布，使用洗塵劑能夠有效地清除灰塵。利用拖布與光電組件表面進行摩擦，能夠出現(xiàn)靜電現(xiàn)象，將表面的灰塵和雜質(zhì)清除干凈。但是也會對組件產(chǎn)生壓力，從而使組件出現(xiàn)彎曲或損壞，而且也會對收集太陽能產(chǎn)生阻礙，出現(xiàn)的大面積遮蓋區(qū)域，會降低組件對陽光的吸收。2）人工水洗方法，使用小于0.4MPa壓力水管，對準組件進行清洗，能夠有效避免人工清洗對組件產(chǎn)生的傷害。這種方法的優(yōu)點是能夠有效清除組件表面的灰塵，同時也能減少由于遮蓋區(qū)域，造成太陽能吸收少的問題。3）使用專業(yè)的工程清洗車，在維護工程中，可以購買或者租賃使用。4）使用機器人進行清理工作，不僅可以對組件表面的灰塵和雜質(zhì)進行清理，同時能夠根據(jù)天氣的變化，例如雪天情況，實現(xiàn)快速全面的清理工作。在人工智能的控制下，不僅可以降低運行成本，同時能夠不間斷地進行工作。但是出現(xiàn)的主要缺點，會由于組件邊緣，對機器人產(chǎn)生阻礙。

1.2光伏組件的定期檢查

作為光伏系統(tǒng)中核心結構，要定期對光伏組件進行檢查。由于光伏組件是由玻璃組成的，對損害的玻璃及時的更換和處理，能夠確保系統(tǒng)運行穩(wěn)定。也可以根據(jù)其顏色的變化、線盒完整和變形情況做出判斷。

3光伏系統(tǒng)中蓄電池的運行和維護

在光伏系統(tǒng)運行中，將收集的太陽能進行電能轉換，并儲存在蓄電池當中。通過對太陽能輻射能的收集，并轉換成電能后，能夠在蓄電池中有效地保存。由于蓄電池需要合理的溫度控制，通常將溫度控制在5～25℃之間。如果周圍溫度超過控制范圍，采取通風對溫度進行控制;如果周圍溫度處在很低的環(huán)境中，要對其進行保溫處理。由于蓄電池重要的儲存功能，對光伏系統(tǒng)的運行起到穩(wěn)定作用，所以要密切關注蓄電池情況。在目前的光伏系統(tǒng)中，使用閥控式密封鉛酸蓄電池，作為主要儲存電能工具。其特點是不需要過多的維護工作，但是需要定期的清理，控制好室內(nèi)溫度。工作人員要密切觀察蓄電池工作情況，當經(jīng)過長時間的使用后，系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的負荷，蓄電池的電流會不斷地釋放，這就要觀察其端子和外殼情況，如果出現(xiàn)過熱痕跡，就需要進行及時的處理。在定期檢測蓄電池過程中，檢查螺絲有無松動情況，同時檢測其電能輸出能力，并對上述問題進行更換和處理。工作人員在進行操作過程中，要穿戴好防電用品，保護自身安全。蓄電池通常會出現(xiàn)漏液情況，這作為主要的問題被廣泛地涉及，當蓄電池外形發(fā)生變化時，要及時處理此類問題，通過詳細的檢查，能夠對發(fā)生的問題進行解決，防止問題不斷擴大。

4光伏系統(tǒng)中控制器和逆變器的運行和維護

在光伏系統(tǒng)組成結構中，控制器和逆變器作為重要的設備需要維護，同時要根據(jù)以下問題進行維護：1）要有明顯的警示標志出現(xiàn)在控制器上。2）定期檢查控制器間，起到連接作用的接線端，出現(xiàn)生銹或腐蝕情況應立即處理;3）在控制器中，要求高壓熔絲具有規(guī)定要求的標準。4）在控制器內(nèi)，出現(xiàn)直流輸出電力時，能夠使母線的正負極對接，并且要有2Ω絕緣電阻使用。在對逆變器進行維護過程中，要保持連接的完整程度，同時對結構中出現(xiàn)的灰塵、銹跡和腐蝕等情況，及時進行處理。如果遇到特殊天氣造成溫度的變化，也要有相應的應對措施，并保持警示標志的完整性和清晰程度。5）如果遇到逆變器工作停止，但是還沒有找到對應的原因時，要對設備進行拍照和記錄，通過與廠家的溝通完成修理工作。另外，要保持逆變器的清潔程度，對不同接線端的情況進行處理，同時控制好溫度，確保逆變器運行穩(wěn)定。

5熱斑現(xiàn)象的產(chǎn)生和避免

在對太陽能電池長期的維護過程中發(fā)現(xiàn)，在特殊的環(huán)境中會出現(xiàn)熱斑情況。這可能是由于積累的灰塵，或者清理時候產(chǎn)生的遮擋，使得太陽能輻射能，不能被光伏設備集中和吸收，從而阻礙光能轉換成電能。當受到遮擋的位置溫度不斷升高，會造成這個區(qū)域的光伏組件表面受到的破壞，從而出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象。通過不斷的研究和分析中得知，會由于兩種情況，使熱斑情況出現(xiàn)在光伏組件中，一種是內(nèi)阻，另外一種是電池片自身暗流電流。通常從源頭開始，使遮擋光電組件的灰塵或其他東西，得到有效地去除，從而減少由于熱斑現(xiàn)象造成的破壞。另外，要對電池內(nèi)部和逆電流情況進行了解，或者增加組件的功能，確保其能夠高效的運行。也可以通過提高清理能力，增加機器人的使用，使更多的阻礙物質(zhì)得到清理，減少熱斑的出現(xiàn)情況。

結語

我國具有廣闊的國土面積，因此能夠有效地利用太陽能光伏發(fā)電技術，將其中的轉換率進行大幅度提升，太陽能光伏發(fā)電技術的前景十分廣闊。目前應當尋找最佳的控制策略和最大程度下激發(fā)它的使用率是這項技術的重中之重，從而增加光伏系統(tǒng)運行和生產(chǎn)效率，為我國光伏能源發(fā)展奠定堅實的基礎。

參考文獻

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