近期高(gāo)溫天氣頻發,多(duō)地日最高(gāo)氣溫可(kě)達37~39℃,部分地區(qū)超過40℃。過高(gāo)的溫度不僅導緻發電(diàn)量下降,還(hái)會(huì)嚴重影(yǐng)響光伏組件的運行(xíng)狀态和(hé)使用壽命,引起光伏組件、電(diàn)纜、逆變器(qì)等電(diàn)器(qì)設備的電(diàn)機線圈漆包線絕緣性能下降、電(diàn)纜絕緣軟化甚至融化,導緻電(diàn)路短(duǎn)路打火(huǒ),引起光伏發電(diàn)站(zhàn)火(huǒ)災,危害人(rén)身安全和(hé)财産安全。今天,我們就來(lái)詳細談談持續高(gāo)溫給光伏電(diàn)站(zhàn)帶來(lái)的損害和(hé)光伏電(diàn)站(zhàn)的應對措施。
01高(gāo)溫對光伏電(diàn)站(zhàn)各項設備的影(yǐng)響
一、對光伏組件的影(yǐng)響
1、導緻光伏組件輸出功率下降
夏天盡管擁有(yǒu)充足的太陽輻射,卻并不是光伏組件發電(diàn)量最高(gāo)的季節。主要是因為(wèi)光伏組件是一種具有(yǒu)負溫特性的半導體(tǐ)器(qì)件,受溫度的影(yǐng)響大(dà)。光伏組件一般有(yǒu)3個(gè)溫度系數(shù):******功率、開(kāi)路電(diàn)壓、短(duǎn)路電(diàn)流。當溫度升高(gāo)時(shí),光伏組件的輸出功率會(huì)下降,開(kāi)路電(diàn)壓會(huì)降低(dī)。
圖1 市面上(shàng)某常見組件的參數(shù)
由圖1可(kě)知,光伏組件的******功率(Pmax)溫度系數(shù)為(wèi)-0.35%/℃,即溫度越高(gāo),光伏組件的發電(diàn)量越低(dī),理(lǐ)論上(shàng)面是溫度每升高(gāo)一度,發電(diàn)量降低(dī)在-0.35%左右。也就是說,溫度越高(gāo),光伏組件的輸出功率會(huì)越低(dī)。
圖2在标準測試條件(STC下),不同溫度下,組件vs電(diàn)壓的曲線圖
由圖2可(kě)知,在同一輻照度下,功率随溫度的升高(gāo)而降低(dī)。随着溫度升高(gāo),開(kāi)路電(diàn)壓也會(huì)顯著降低(dī),光伏組件的******輸出功率(Pmpp)點會(huì)降低(dī),影(yǐng)響組件性能。組件在溫度10℃時(shí)輸出功率要遠比在70℃的時(shí)候要高(gāo)。即光伏電(diàn)站(zhàn)的安裝地光照條件一般,但(dàn)年均溫度相對較低(dī),則發電(diàn)量也有(yǒu)可(kě)能遠高(gāo)于光照較強地區(qū)。
2、熱斑效應
組件熱斑效應是一種由局部高(gāo)溫引起的現象。指串聯支路中部分組件因某些(xiē)原因被“遮蔽”,不僅無法産生(shēng)電(diàn)量,還(hái)會(huì)被當做(zuò)負載消耗其他支路産生(shēng)的能量。一旦出現高(gāo)溫天,局部溫度過高(gāo)的情況就會(huì)被加劇(jù),強化熱斑效應,直接導緻組件電(diàn)池闆老化、損壞的情況。
3、PID效應
由于高(gāo)溫天氣往往也伴随着潮濕,因此空(kōng)氣中的大(dà)量水(shuǐ)蒸氣,會(huì)通(tōng)過封邊矽膠或背闆進入組件內(nèi)部,從而導緻組件內(nèi)部大(dà)量電(diàn)荷聚集在電(diàn)池片表面,造成性能嚴重下降。
二、高(gāo)溫對電(diàn)纜和(hé)電(diàn)器(qì)絕緣的影(yǐng)響
高(gāo)溫對絕緣材料的性能、壽命都有(yǒu)直接負面的影(yǐng)響。無論是電(diàn)機、變壓器(qì)、電(diàn)感等線圈的漆包線還(hái)是各種塑膠線等電(diàn)線電(diàn)纜,都對高(gāo)溫的耐受能力有(yǒu)限。過高(gāo)的工作(zuò)溫度會(huì)導緻絕緣性能下降等問題,嚴重的會(huì)導緻絕緣崩潰,引起短(duǎn)路爆炸或火(huǒ)災。
三、高(gāo)溫對逆變器(qì)等電(diàn)子設備的影(yǐng)響
1、光伏電(diàn)站(zhàn)有(yǒu)逆變器(qì)等電(diàn)子設備,內(nèi)含大(dà)量普通(tōng)的電(diàn)子元件、集成電(diàn)路和(hé)大(dà)功率開(kāi)關晶體(tǐ)管。通(tōng)常,民用級電(diàn)子元器(qì)件的工作(zuò)溫度範圍是-35℃~70℃,大(dà)部分光伏逆變器(qì)的工作(zuò)溫度為(wèi)-30~60℃。超出了這個(gè)工作(zuò)溫度範圍,無論是普通(tōng)的電(diàn)子電(diàn)路還(hái)是集成電(diàn)路都會(huì)進入不穩定的狀态,這種狀态輕則導緻電(diàn)路設備停機,嚴重的就會(huì)導緻電(diàn)路邏輯混亂設備損壞。
2、光伏逆變器(qì)中會(huì)有(yǒu)大(dà)量電(diàn)解電(diàn)容,同時(shí)為(wèi)了平穩光伏輸入端的電(diàn)壓、防止幹擾,通(tōng)常還(hái)會(huì)有(yǒu)數(shù)量不等的大(dà)容量的電(diàn)解電(diàn)容器(qì),這些(xiē)電(diàn)容器(qì)是非常怕高(gāo)溫的,高(gāo)溫會(huì)使電(diàn)容器(qì)內(nèi)部電(diàn)解質逐漸揮發,導緻電(diàn)容器(qì)電(diàn)容量下降甚至報廢。
3、光伏逆變器(qì)中的大(dà)功率晶閘管也是對高(gāo)溫很(hěn)敏感的器(qì)件,過高(gāo)的溫度會(huì)影(yǐng)響大(dà)功率晶閘管的正确運行(xíng)和(hé)使用壽命,過高(gāo)的溫度會(huì)導緻大(dà)功率晶閘管燒毀。
四、高(gāo)溫對光伏連接器(qì)的影(yǐng)響
目前,光伏發電(diàn)組件及組件串之間(jiān)的連接,彙流箱、逆變器(qì)等部件的直流端連接都廣泛采用了國際标準的MC4接插件。
MC4接插件屬于單芯接插件,具有(yǒu)密封性好,接插方便,檢修、維護方便等諸多(duō)優點。但(dàn)它也有(yǒu)怕高(gāo)溫、易老化、怕雨水(shuǐ)淋浸等缺陷。組件連接器(qì)在安裝和(hé)使用過程中要避免陽光暴曬、高(gāo)溫、淋雨等情況,以免造成內(nèi)部接頭、電(diàn)纜鏽蝕老化,造成接觸電(diàn)阻增加、甚至打火(huǒ),導緻系統效率下降或造成火(huǒ)災事故。一個(gè)小(xiǎo)規模的光伏發電(diàn)站(zhàn)裏,通(tōng)常有(yǒu)成百上(shàng)千個(gè)MC4接插件,它們中的任何一個(gè)的工作(zuò)狀态不良,輕則影(yǐng)響直流側內(nèi)阻增大(dà),導緻電(diàn)站(zhàn)發電(diàn)效率下降,重則因接觸不良導緻連接器(qì)發熱甚至燒毀連接器(qì),進而導緻彙流箱和(hé)逆變器(qì)的燒毀,更嚴重的甚至會(huì)導緻大(dà)面積火(huǒ)災的發生(shēng)。
02高(gāo)溫天氣安裝運維注意事項
一、保證空(kōng)氣流通(tōng)
不管是組件還(hái)是逆變器(qì)都要保持通(tōng)風,确保空(kōng)氣可(kě)以流通(tōng)。不要将逆變器(qì)安裝在狹小(xiǎo)密閉環境裏,如果在同一平面安裝多(duō)台逆變器(qì)時(shí),需保證每台逆變器(qì)之間(jiān)留有(yǒu)足夠的距離,這不僅能保證逆變器(qì)通(tōng)風散熱,後期維護時(shí)也有(yǒu)足夠的操作(zuò)空(kōng)間(jiān)。
圖3多(duō)台逆變器(qì)距離示意圖
二、逆變器(qì)避免風吹日曬
雖然逆變器(qì)防護等級為(wèi)IP66或IP65,但(dàn)減少(shǎo)逆變器(qì)受到風吹、日曬、雨淋的機率,能延長逆變器(qì)的使用壽命。逆變器(qì)安裝時(shí),可(kě)選擇安裝在組件底部或者屋檐下。若逆變器(qì)安裝在彩鋼瓦屋頂上(shàng),建議同步安裝遮陽棚,不僅可(kě)以遮風避雨,還(hái)能減少(shǎo)陽光直射,降低(dī)逆變器(qì)溫度,避免由于逆變器(qì)過溫導緻的降載,保障發電(diàn)效率。
三、科學清洗組件
夏季高(gāo)溫情況下,組件清洗要注意溫差問題導緻組件隐裂,因此需要避開(kāi)高(gāo)溫時(shí)期,在清晨或傍晚溫度時(shí)間(jiān)進行(xíng)清洗。
四、注重後期維護
定期檢查必不可(kě)少(shǎo)。光伏電(diàn)站(zhàn)建好後,運維萬萬不能馬虎,特别是在夏季需要定期巡檢,保證設備的良好散熱及空(kōng)氣流通(tōng),及時(shí)清理(lǐ)掉影(yǐng)響散熱的雜草、遮擋物等。逆變器(qì)安裝後還(hái)要注重後期的維護,定期清潔風扇、風扇罩或者散熱片,保證逆變器(qì)的散熱和(hé)降溫。通(tōng)常,逆變器(qì)散熱會(huì)采用智能風冷技(jì)術(shù),風扇會(huì)根據逆變器(qì)的內(nèi)部溫度智能調節轉速,當逆變器(qì)在高(gāo)溫環境工作(zuò)時(shí),智能風冷散熱技(jì)術(shù)可(kě)以有(yǒu)效減少(shǎo)降載機率,在保證逆變器(qì)穩定運行(xíng)的同時(shí)還(hái)能延長風扇使用壽命。另外,逆變器(qì)具備風扇故障告警功能,運維人(rén)員在監控後台就能接收告警信息,快速精準定位故障,方便運維人(rén)員及時(shí)排除風扇故障,減少(shǎo)發電(diàn)損失,保障發電(diàn)收益。
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