光伏電站運維管理的分析與探討

北京市熱力工程設計有限責任公司 張 曄

改革開放以后我國經濟成高速增長，對能源的消耗也日益加大，能源危機和生態環境污染問題隨之而來，經濟發展與環境保護之間的茅盾越發突出。我國積極采取了發展清潔能源的措施來減少對傳統能源的消耗，保護我們賴以生存的環境。

1 太陽能光伏發電

光伏發電概念及原理：光伏發電就是利用半導體元件的光生伏特效應原理將太陽光轉換為電能的一種技術。當太陽光照射在金屬上時，所產生的能量能夠被金屬中的電子所吸收，當電子吸收的量足夠充足時，就會在金屬內部產生一定的動力并順利地分離，轉變成為光電子。通過研究發現，硅原子有四個外層的電子，可以在硅中摻入五個外層的電子如摻入磷原子，就會成為一種名為N 型的半導體；如果在硅當中摻入三個外層電子如硼原子，就會成為一種名為p 的半導體。當P 型半導體與N 型半導體融合在一起就會產生點勢差，形成太陽能電池。當太陽光照射到P—N 結構后就會形成電流，這就是光伏發電的原理。

光伏發電的優點：太陽能發電的過程簡單，不需要外部的機械轉換來產生電能，也不需要燃燒一些傳統的燃料，所以不會造成大氣污染、也不會向空氣中排放溫室氣體，是一種清潔能源，同時也是一種可再生的能源，與核能、風能一樣是我國未來清潔能源的重要組成部分。目前而言，太陽能發電技術與其他類型的發電技術相比具有顯著的優勢：太陽能發電技術應用范圍比較廣，且具有取之不盡、用之不竭的特點；發電原理簡單，對資金的投入較小，可開發的潛力比較大；不使用任何的燃料，屬于清潔能源，不會造成大氣污染，也不會造成能源消耗；太陽能隨處可見，應用范圍廣泛，只需要就地取材就可以；太陽能發電技術較穩定，且使用壽命也較長；組裝簡單，便于運輸和安裝；太陽能發電技術比較成熟，建設周期也較短，對資金的要求不是很高；國家大力支持太陽能發電技術，能夠享受到國家一系列新能源的補貼政策[1]。

光伏發電的缺點：對氣候的依賴性較強。如地理位置不理想、全年太陽光照的時間較短，太陽能發電的效果就十分不理想，所以太陽能發電技術需充分考慮氣候資源和地理位置；太陽能發電具有間歇性的特點，因為能源主要依靠太陽能，所以在入夜后不能進行發電，太陽能的應用質量也大打折扣，無法呈現出良好的發電效能和應用效益；發電過程中主要依靠太陽能板，需占用很大的面積空間，浪費問題比較嚴重。此外因太陽能的密度較高，因此需進行大面積的大規模的太陽板，才能使太陽能發電得到有效持續，但在發展過程中往往面臨較大資源浪費和造價升高等相關方面的問題，對其推廣造成很大限制；太陽能能量密度相對較高，在太陽能的轉化效率方面還需進一步提升和完善，目前太陽能的電能應用率、電能的綜合效能應用效率不夠理想，不能充分滿足相對應的電能發展需求和應用標準，因此在實踐過程中需對其進行不斷的優化和完善，使各類問題得到切實的應對和處理，這樣才能更充分的體現出應有的資源應用效果。

2 我國光伏電站運維管理現狀

2.1 管理體系不完善

在對太陽能發電站的管理過程中，由于太陽能發電的特殊性，在管理過程中也較復雜，涉及到很多方面的因素，對管理人員的專業素養和管理能力要求較高，目前我國很多光伏電站的服務配套管理體系還不是很健全，缺少科學規范的管理制度。另外不同地區的太陽能發電站的運營管理也不相同，加上很多太陽能發電站沒有制定科學的管理制度，已嚴重影響到太陽能發電站的持續平穩運行。

此外，太陽能發電站的管理人員在管理構成中權責不明確，工作積極性不高，在實際的操作過程中，并沒有嚴格按照太陽能發電站的相關要求和標準有序操作，進而在實際的運行管理過程中往往存在不同程度的問題或不足，因為管理體系不夠健全完善，導致各項工作推進過程中往往無法形成規范標準的運行效果，在技術設施、設備、人力資源管理等方面往往也不能體現出良好的管理效果和應用價值，這對于太陽能發電站的運行質量、運行效率都會造成嚴重影響，甚至可能出現不同程度的安全事故，嚴重損害光伏電站的運維管理效能和綜合價值的體現。沒有嚴格遵守太陽能發電站的相關管理規定，即使在運行中發現問題，也沒有技術上報或解決，給太陽能發電站造成了嚴重的安全隱患，造成了嚴重的經濟損失。

2.2 運行維修不充分

太陽能發電站在長期的運行過程中不可避免地會受到一些外部因素的影響，導致太陽能發電設備出現老化、磨損或是故障。加上很多地區的太陽能發電站的施工周期較短，在施工過程中存在很多缺陷，已影響到太陽能發電站的使用壽命。此外，在太陽能發電站的后期維護保養不到位，也是太陽能發電站中存在的嚴重問題之一[2]。很多地區的太陽能發電站在建設過程中盲目追求項目規模，但建設資金成本又十分有限，這就給太陽能發電站造成了嚴重的影響。加上企業在太陽能發電站后期的維護保養不到位，工作人員的專業素養不高，無法有效地對太陽能發電站進行有效的維護保養，出現問題也無法第一時間進行解決，給太陽能發電站的運行造成了嚴重的安全隱患。

2.3 國家政策的干預影響

隨著太陽能發電站施工原料價格不斷下滑，很多生產太陽能配件的廠家處于虧損的邊緣，有些配套廠家已經破產。很多太陽能發電技術在民用領域應用還不是很成熟，很多有實力的企業和投資者還處于觀望的態度，這也給太陽能發電配件連續下跌的主要原因之一。與此同時，企業獲得利潤的主要方式取決于國家政策補貼力度的大小，以及區域電價的高低，目前該類問題也比較嚴重。國家對于新能源的政策補貼并沒有切實有效的增加，因此在實際的發展過程中很可能出現不同程度的問題，資金供應不夠充分，進而限制了太陽能光伏發電站的順利進行，運維管理工作也會受到巨大挑戰。

3 光伏電站的運維管理

目前我國大力扶持新能源產業的發展，太陽能發電技術經過長時間的發展也十分成熟，在行業內涌現出很多領軍企業。我國是世界上采用太陽能發電規模最大的國家，如何做好太陽能發電設備的維護和保養工作，已經成為擺在我國太陽能企業面前的一道難題。

在運營檢測方面，隨著大量太陽能企業的投產，導致對太陽能發電站后期的維護保養人員不足，很多運營維護保養人員缺乏實際維保經驗。太陽能發電技術是一種新技術，歷史上沒有相關經驗可以借鑒學習，特別是在一些沙漠地區建設的太陽能發電站，由于地理位置偏遠，很多都處于大西北的荒漠地區，交通不便，而且電壓的等級也不穩定，一般維持在35～110kV 之間。

在電站建設方面，太陽能發電站受到國家政策的影響，很多項目建設的周期都較短，給太陽能發電站的質量帶來一定影響。因為太陽能發電站的建設時間短，在設備的安裝、調試等方面控制的十分不理想，隨著太陽能發電站工作時間的增加，安全隱患逐漸暴露出來，而且越來越嚴重，所以還需要加強對太陽能發電站的維護保養工作。

建立健全的規章制度。在建立健全太陽能發電站管理制度的過程中，要遵守我國的法律法規，同時還要遵循電力部門的相關規范，然后結合太陽能發電站的實際工作需要，以保證太陽能發電站平穩有效運行為主要目標建設相關的規章制度。另外，在建設太陽能發電站規章制度的過程中，還要加強對其監督的力度，提高監督水平，以此來保證規章制定的有效落實。在實際的工作過程中，要結合太陽能發電站的特點設置相關維護管理人員，加強對維護管理人員的培訓工作，提高維護保養人員的專業技術水平，制定相關的責任制度，明確權責，制定專人負責的制度[3]。

建立日常運維檔案，重視運維分析。要建立健全相關的檔案制度，檔案中要包含太陽能發電閘的各項設備及相關的數據，即要包含技術層面的內容，如電站的故障排查、設備的安裝與調試，以及相關的檢測數據等內容，這些內容都需要在檔案中充分體現出來。如果太陽能發電站一旦發生異常情況，要根據故障情況及時查找相關原因、及時解決問題，并做好相關的維修記錄，以便于日后維護保養人員對重點部位進行有效的檢測。此外還需做好相關資源的整理和保管工作，以備不時之需。

提高設備管理人員水平。最直接、最有效的方式是通過培訓方式來提高設備管理人員的專業素養和工作能力。對于培訓可采取以下方式展開：由相關維護保養人員到設備生產廠家進行培訓；學習太陽能發電技術的理論知識；由太陽能發電廠的生產廠家來實際工作地點進行培訓；集中電站方面知識的培訓。電站設備作為發電設備的重要組成部分，決定著電站的穩定性和安全性。設備在使用過程中不可避免地會出現一些磨損、老化和損壞的情況，導致電站的性能受到一定的影響。此時就需對設備進行及時的維修和更換，保證電站的平穩運行。