污水處理廠分布式光伏的構建及優化探析

摘要：污水處理是關乎國計民生的大事，保證污水處理廠用電是當前最為緊要的任務。本文對分布式光伏發電系統進行介紹，闡述了分布式光伏的影響因素，認為加強分布式光伏標準化建設，合理選擇設備型號，提升安全運行檢測質量等方式能夠有效提高分布式光伏的構建與優化水平。

關鍵詞：污水處理廠;分布式光伏;質量檢測

引言：隨著我國城市化、工業化發展的不斷深入，生活、工業廢水排放量逐年增加，自然水體的不斷惡化、水資源污染與人民對更高品質生活最求的矛盾不斷加劇。基于此，污水處理廠的用電量不斷攀升，構建分布式光伏發電系統，能夠有效緩解污水處理廠日益緊張的用電需求。

1.分布式光伏發電系統概述

分布式光伏發電系統，是指在用戶場地附近建設，在用戶側自發自用、多余的電量連接供電配網，在配電系統中起到平衡調節的作用，是一種新型光伏發電設施。分布式光伏發電系統建設遵循“因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用”的方針，充分利用太陽能資源，起到替代和減少化石能源的作用。光伏是太陽能光伏發電系統的簡稱，是一種利用太陽電池板，通過半導體材料的光熱效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統，有獨立運行和并網運行兩種方式。發電系統按照功率分為兩種，6MW以下為分布式，6MW以上為集中式。分布式光伏中的光伏板組件是一種暴露在陽光下便會產生直流電的發電裝置。組成物幾乎全部是半導體材料，最常見的是硅，制成薄身固態電池板之后，由于長時間靜止擺放且沒有任何可拆卸部分，因此可以長期工作而不會產生任何損耗，應用前景廣闊[1]。

2.污水處理廠分布式光伏的影響因素

污水處理廠的分布式光伏發電系統運行過程中，非常容易受到自身環境、設備以及人為等因素的影響進而對系統性能造成破壞。因此在實際應用中，必須充分結合系統運行情況，全面監控，及時清除安全隱患，提升分布式光伏的發電效率。

2.1自然環境因素

污水處理廠連接整個城市的污水管道，因此污水時刻存在，其中的污染物質彌漫在空氣中會對分布式光伏進行不斷地侵蝕。分布式光伏主要依靠陽光照射作為能量來源，從而進行電能的轉化和配送，一旦污染物將電池板腐蝕，發電效率會大打折扣。除此之外，出現陰天以及雷電、雪天等極端天氣時，光伏不僅不能正常工作，還可能造成損壞，因此污水處理廠的負責人員應該密切關注天氣變化情況，提前做好準備，保證分布式光伏運行的穩定性以及使用壽命。

2.2設備影響因素

分布式光伏發電系統由多個環節構成，每個環節均有相應的配套設備，有些距離污水處理設備較近，一旦出現故障，不僅嚴重影響電能的供應，還會給污水處理工作帶來麻煩。因此技術人員應該對常用設備進行定期維護檢修，不斷提升電力轉換系統的性能。不僅如此，分布式光伏由于數量較多，污水處理廠應該教育工人提高安全生產意識，嚴禁私自接觸發電設備，使光伏得到安全保護。

3.污水處理廠分布式光伏的構建與優化措施

3.1加強分布式光伏標準化建設

分布式光伏的構建在我國還屬于新概念，因此應該加強光伏標準化建設，從電站的設計及運行維護等方面著手，不斷提高性能，使其具有更大的兼容性，在不久的將來能夠為更多機構供電。安徽省合肥市的王小郢污水處理廠成功構建了規模為10.8MW的分布式光伏發電系統，是目前國內單體裝機容量最大的“光伏+水務”項目。預計年發電量達1200萬kW.h，年平均節約標準煤4320噸，年平均減少二氧化碳排放11318噸、二氧化硫37噸、氮氧化物32噸、粉塵排放864噸，完全貫徹了環境保護理念。該項目自籌建以來，金太陽公司黨支部書記、董事長龔崧多次親臨現場辦公，及時協調解決施工過程中遇到的各種疑難復雜問題，為工程按期并網發電起到了關鍵的推動作用。在龔書記的帶領下，全公司員工干勁十足，充分發揮愛崗敬業的優良作風，為項目安全高效施工提供了有力保障。在美化環境的同時，分布式光伏還可以產生更多的生態和經濟效益。光伏板設置在污水池上方，能夠進行大面積遮擋，有效抑制了池內水體藻類的生長，很大程度上提高了污水處理效率，保證了水質。除此之外，分布式光伏發電系統采用“自發自用、余電上網”的模式，90%的產出電能用于污水廠自身消耗，每年節省電費約70萬元。

3.2合理選擇設備型號

進行光伏標準化建設的另一重要因素在于合理選擇設備型號。基于對發電規模要求和運行條件的不同，必須科學選擇不同型號的匹配設備。常見的設備型號主要包含1WM光伏方陣和MPPT逆變器等，不同型號的設備性能差異巨大，作用范圍懸殊，因此應該針對不同環節進行選取。除此之外，需要加強對分布式光伏材料質量的檢驗，務必保證采購質量合格。一般情況下，分布式光伏發電系統執行并網操作后獨立運轉情況下，對每10格光伏發電面積產生的電壓和發電頻率都要進行一次嚴謹的控制，目的在于全面協調光伏系統的發電運行安全。系統中電流器、逆變器并網數量較多，運行過程的安全性必須重點考慮，因此選擇適合型號的設備至關重要。

3.3提升分布式光伏安全運行檢測質量

分布式光伏安全運行的首要在于保證施工質量，最大化利用光伏。上文提到的王小郢污水處理廠光伏將污水池全面“包圍”，完成發電工作的同時還能有效降低噪音，環保效果明顯，節能減排、清潔發展效益顯著。然而其本質工作仍然是發電，所以必須注意對光伏質量及運行安全進行全面檢查：第一，光伏通過陽光照射吸收太陽能，因此表面的灰塵堆積清理工作是首要的，污水處理廠必須組織專業技術人員定期查看，發現電能生產效率降低時應該重點排查，對已經出現較大損耗的光伏板及時檢修或維護。第二，加強設備調度的管理，使其具有統一性。針對技術人員的知識短板進行定期培訓，務必掌握最先進的檢修流程，在維修時必須切斷電纜，一切以保證人身安全為前提。在不斷地生產使用過程中加強全體員工規范化操作意識，避免安全隱患的同時提高發電效率[2]。

結語：綜上所述，污水處理廠本身的功能在于處理廢水，凈化環境，而本身系統在運行時會消耗大量能源，因此構建并優化分布式光伏發電系統，利用太陽能這一清潔型能源不僅能夠解決污水處理廠的用電需求，還符合可持續發展的科學發展觀，一舉兩得。

參考文獻：

[1]楊曉強.污水處理廠分布式光伏的構建及優化研究[J].住宅與房地產，2019（22）：235.

[2]孫振宇，沈明忠.污水處理廠分布式光伏的構建及優化[J].新能源進展，2017，5（02）：151-156.

作者簡介：戚明友（1972-），男，安徽長豐人，本科，畢業于安徽大學，工程師，目前主要從事新能源方面管理工作。