太陽能光伏電站運行與維護二〇一〇年十一月太陽能光伏電站運行與維護一、概述能源是世界10大焦點問題（能源、水、食物、環境、貧窮、恐怖主義和戰爭、疾病、教育、民主和人口）之首。為了實現能源和環境的可持續發展，世界各國都將光伏發電作為發展的重點。太陽能光伏發電技術的開發始于20世紀50年代。隨著全球能源形勢趨緊，太陽能光伏發電作為一種可持續的能源替代方式，于近年得到迅速發展，并首先在太陽能資源豐富的國家，如德國和日本，得到了大面積的推廣和應用。在國際市場和國內政策的拉動下，國內光伏產業正在蓬勃發展。太陽能光伏發電的原理是利用半導體、太陽電池（也稱光伏電池）的光生伏打效應，直接將太陽光能變成電能，是一種零排放的清潔能源。一、概述能源是世界10大焦點問題（能源、水、食物、環境、貧窮太陽能光伏發電的優點結構簡單、體積小、重量輕。可靠性高、壽命長（組件工作25年，效率下降20%）；零排放：無燃料消耗，無噪聲，無污染；發電不用水，適用范圍廣，可以在荒漠地區建設；可實現免維護，無人值守；太陽能資源永不枯竭，至少可用50億年；硅材料儲量豐富，為地殼上除氧之外的第二大元素，達到26%之多；不單獨占地：可以安裝到建筑上（BIPV）；規模大小皆宜（可以從幾W到幾百GW）；建設周期短，安裝成本低；可以與蓄電池相配組成獨立電源，也可以并網發電。太陽能光伏發電的優點結構簡單、體積小、重量輕。太陽能光伏發電的缺點太陽能能量密度低，覆蓋面積大；光伏發電具有間歇性和隨機性（白天有，晚上沒有；晴天有，陰天沒有）；各個地區太陽能資源情況不同，區域性較強；大規模應用的存儲技術尚未解決，沒有自身調節能力；小規模應用可以用蓄電池，昂貴且壽命短。目前光伏發電成本太高，有待進一步降低。太陽能光伏發電的缺點太陽能能量密度低，覆蓋面積大；太陽能光伏電池太陽能光伏電池通常用晶體硅或薄膜材料制造，前者由切割、鑄錠或者鍛造的方法獲得，后者是一層薄膜附著在低價的襯背上。目前市場生產和使用的太陽能光伏電池大多數是用晶體硅材料制作的。晶體硅電池是當前太陽能光伏電池的主流，其大規模生產的效率較高。目前，商品單晶硅同樣電池的轉換效率為16%~20％，商品多晶硅太陽電池的轉換效率為15%~18%。薄膜太陽電池是在廉價的玻璃、不銹鋼或塑料襯底上附上非常薄的感光材料制成，比用料較多的晶體硅技術造價更低，但轉換效率較低。目前已商業化的薄膜光伏電池材料有三種：非晶硅(a-Si)、銅銦硒(CIS,CIGS)和碲化鎘(CdTe)。太陽能光伏電池太陽能光伏電池通常用晶體硅或薄膜材料制造，前者光伏系統類型并網系統分為分布式并網系統和集中式并網系統。分布式并網系統將用戶光伏系統與電網相連，可以使得發出的電能除供給家庭電器使用外，富余的電量可出售給電網。夜晚或陰雨天可從電網買電。集中式并網系統通常都具有相當規模，所發電能全部輸入電網，相當于常規的發電站。離網系統：沒有主電網時，光伏發電系統通過充電控制器與蓄電池連接。生產的電可蓄存起來供以后使用。離網系統通過逆變器提供交流電，供一般家電使用。典型的離網系統用于通訊中繼站，偏遠地區和農村供電。農村供電通常包括供單個家庭用電的小型光伏戶用系統，或可以供幾家用電較大的獨立電站。混合系統：光伏系統可與生物質能發電系統、風力發電系統或柴油發電系統等其他發電系統組合，以保證持續的電力供應。混合系統可以采取并網或離網的形式。光伏系統類型并網系統分為分布式并網系統和集中式并網系統。分布光伏電站運行與維護課件失配對太陽電池的影響當太陽電池之間或組件之間的性能不一致時，將它們連接在一起會出現失配。在很多條件下，失配是光伏組件和光伏方陣中一個很嚴重的問題，因為此時組件或方陣的輸出是系統中最差的組件或方陣的輸出。光伏組件和光伏方陣出現失配導致的能量損失的因素主要有：電流的匹配情況；與其他電池電性能參數的匹配情況；失配對太陽電池的影響當太陽電池之間或組件之間的性能不一致時，失配對太陽電池的影響兩個電池串聯，串聯后的電壓等于兩單電池電壓之和，串聯后兩單電池的電流相同，等于兩單電池電流的最小值。兩個電池并聯：并聯后兩單電池的電壓相同，而輸出電流是兩單電池電流之和。失配對太陽電池的影響兩個電池串聯，串聯后的電壓等于兩單電池電熱斑效應光伏陣列的任何部分不能被遮擋，一小部分的光伏組件被遮擋對整個陣列的輸出影響非常大。因為串聯PV組件的電流相同。如果有幾個電池被遮蔭，則它們便不會產生電流且會成為反向偏壓，這就意味著被遮擋的電池消耗功率發熱，久而久之，形成故障，出現熱斑效應。但是有些偶然的遮擋是不可避免的，所以需要用旁路二極管來起保護作用。熱斑效應光伏陣列的任何部分不能被遮擋，一小部分的光伏組件被遮二、光伏電站的運行管理光伏電站文件資料的管理光伏電站的日常維護二、光伏電站的運行管理光伏電站文件資料的管理建立全面完整的文件資料檔案，為光伏電站的安全、可靠運行提供強有力的技術基礎數據支持。建立光伏電站設計施工圖紙檔案和設備技術檔案，包括：設計施工圖、竣工圖；項目驗收文件；電站所有設備的使用說明書和技術說明書等。建立光伏電站的組件、設備臺賬；建立安全工器具臺賬。建立電站運行檔案：運行值班人員每天需要認真做好各種記錄，包括運行記錄、運行日志、設備巡檢記錄，當出現設備缺陷或異常時，需填寫缺陷登記本，并上報相關領導。經濟運行分析：電站運行值班人員需根據電站運行檔案資料，對電站進行周、月、年度的運行狀況分析，及時發現存在的問題，并提出切實可行的解決方案，提高電站經濟運行水平。光伏電站文件資料的管理建立全面完整的文件資料檔案，為光伏電站光伏電站日常維護定期對光伏系統進行檢查，可在系統故障前及時消除隱患，防止事故的發生。日常大部分檢查采用萬用表和一些基本常識就可以完成。光伏電站日常維護定期對光伏系統進行檢查，可在系統故障前及時消光伏電站日常維護保持組件表面清潔。在少雨且風沙較大的地區，應經常清洗，清洗時應先用清水沖洗，然后用干凈的柔軟布將水跡擦干，切勿用有腐蝕性的溶劑沖洗，或用硬物擦拭。清洗時應選在早晚或陰天進行，以免影響發電量。應避免夏季白天光伏組件被陽光曬得很熱的情況下用冷水清洗組件，這樣可能會引起組件表面玻璃破碎。定期檢查光伏組件之間連線是否牢固，按需要緊固；檢查光伏組件是否有損壞或異常，如表面玻璃破碎、背板起包、電池片和玻璃之間有氣泡，電池片表面嚴重變色等；檢查光伏組件接線盒密封是否完好、接線是否牢固、旁路二極管是否正常工作。光伏電站日常維護保持組件表面清潔。在少雨且風沙較大的地區，應光伏電站日常維護對有智能監控系統的電站來說，可以直接從監控畫面中發現故障，并判斷出故障范圍；對沒有智能監控系統的電站來說，需每日對光伏陣列進行巡檢，用萬用表測量每個組串的回流電流，當輸出電流很小或為零時應檢查該組串不發電的原因，并進行處理。當光伏組件故障或損壞時，及時進行維修或更換，并做好詳細記錄，包括組件在光伏陣列中安裝位置、原組件編號、新組件編號、損壞原因、工作人員及時間等。檢查光伏匯線盒內的連線是否牢固，輸出空開、保險絲和防雷保護器是否完好，按需要進行更換。光伏電站日常維護對有智能監控系統的電站來說，可以直接從監控畫光伏電站日常維護無論是單軸還是雙軸系統，都是轉軸裝置，會因環境影響，轉動系統發生故障。如電機系統密封不嚴，防風沙及防雨性能不好，都會導致電機的損壞。需每日對電站跟蹤支架進行巡檢，查看其跟蹤系統是否正常，若發生故障，及時查明原因，并進行登記和處理。定期檢查電纜溝內有無小動物