光伏電站急需提高抗災(zāi)能力

近期，我國自然災(zāi)害頻發(fā)：6月23日，江蘇鹽城阜寧縣遭龍卷風(fēng)襲擊;6月30日以來，長江中下游沿江地區(qū)及江淮等地更是接連出現(xiàn)入汛以來最強降雨。自然災(zāi)害給當(dāng)?shù)孛癖娚a(chǎn)生活帶來嚴(yán)重影響的同時，也給當(dāng)?shù)毓夥a(chǎn)業(yè)帶來巨大損失，比如在鹽城，一家公司的3兆瓦屋頂光伏項目全部損毀;而有地區(qū)的光伏電站由于受到強降雨及洪澇影響，幾乎成了名副其實的“光伏海”。

據(jù)記者了解，像龍卷風(fēng)、臺風(fēng)和大暴雨這樣的自然災(zāi)害對光伏電站的影響的確比較大。但一般來說，恰恰是在這些自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，光伏電站數(shù)量較多。面對無情的災(zāi)害，光伏電站該怎么辦?

江蘇省電力設(shè)計院工程師陸冉告訴記者，要想抵御自然災(zāi)害侵襲，需要把好光伏電站在選址、設(shè)計、施工這三個階段的關(guān)口，關(guān)鍵性工作一個都不能少。而在電站建設(shè)完成后，如何有效防御自然災(zāi)害，后期運維所發(fā)揮的作用不容低估，可以說是環(huán)環(huán)相扣、不可或缺。

問題一：如何抵御大風(fēng)侵襲?

夏天來了，臺風(fēng)也來了。臺風(fēng)對光伏電站的影響，往往會有兩種答案：“飛起來的”和“飛不起來的”。

陸冉告訴記者，這就要從光伏電站的建設(shè)方面說起。光伏電站在前期調(diào)研階段，就需要對項目場址的土壤、氣象、環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造等因素進(jìn)行精準(zhǔn)評估。根據(jù)項目地點的地質(zhì)和構(gòu)造，電站選址應(yīng)盡量避開臺風(fēng)、龍卷風(fēng)等自然災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)。

江蘇協(xié)統(tǒng)新能源科技有限公司總經(jīng)理廖軍表示，光伏電站抗風(fēng)能力絕大部分由光伏支架所決定。理論上光伏支架的最大抗風(fēng)能力為216千米/小時，光伏跟蹤支架最大抗風(fēng)能力150千米/小時(大于13級臺風(fēng))。抵御臺風(fēng)，首先需要有很牢固的光伏支架。因此，光伏電站一定要加強地基、支架，同時要保證組件邊框強度。這就需要有針對性的選址設(shè)計，嚴(yán)控產(chǎn)品質(zhì)量，合理計算風(fēng)壓、雪壓等。

浙江、江蘇、上海等地分布式光伏發(fā)展迅猛，而這些地區(qū)又是我國臺風(fēng)頻發(fā)的地區(qū)。其中，浙江寧波的一些分布式光伏電站在抵御臺風(fēng)方面就積累了一些經(jīng)驗。

據(jù)了解，2015年7月9日，超強臺風(fēng)“燦鴻”正面襲擊寧波，中心風(fēng)力達(dá)到17級。建于寧波錦浪新能源科技有限公司內(nèi)的廠房屋頂分布式光伏電站和車棚電站，以及4臺跟蹤式光伏電站正面接受了1天多時間的14～16級瞬時風(fēng)力的考驗，在臺風(fēng)退去后，電站卻沒有絲毫受損。

記者了解到，該電站之所以能夠抵御臺風(fēng)侵襲，最重要的原因就是電站系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，嚴(yán)格參照沿海建筑物的抗風(fēng)抗震參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，選擇具有較強耐壓能力的鍍鋅支架，在電池組件的設(shè)計和布陣上充分考慮了抗風(fēng)的卸風(fēng)口，并選用組串式光伏并網(wǎng)逆變器。

這個例子說明，光伏電站是完全有能力抗住13級臺風(fēng)的。只要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，即使有強臺風(fēng)來襲，光伏電站也不會“飛上天”。

問題二：如何避免洪水浸泡?

目前東部地區(qū)光伏電站的發(fā)展速度非?？欤欢磕甑矫酚昙竟?jié)，東部地區(qū)暴雨和洪災(zāi)發(fā)生的幾率比較大。據(jù)了解，這些地區(qū)的光伏電站一旦遭受到水泡，除了部分光伏組件還能搶救回來，電氣設(shè)備基本報廢。

簡單地想，要想避免洪水浸泡，提高光伏電站支架的高度就可以了。但實際上卻并非如此。單純增加支架高度，必定大幅增加成本，也會增加電站的不穩(wěn)定性。況且極端天氣出現(xiàn)，從目前來看畢竟還是小概率的。因此，重中之重其實是選址。

陸冉告訴記者，要想既不提高成本，又能有效防御洪水的侵襲，選址設(shè)計階段的工作就凸顯重要了。首先在調(diào)研選址階段，就一定要考慮避免選用行洪區(qū)、滯洪區(qū)、泄洪區(qū)。在設(shè)計的時候，如果光伏電站建設(shè)在屋頂，就需參照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，并充分考慮屋頂固定荷重;若電站建在平地，要考慮到地理和地質(zhì)因素，如選址地形的朝向、坡度起伏程度、地質(zhì)災(zāi)害隱患、積水深度、洪水水位、排水條件等。另外，設(shè)備選型同樣很重要，如光伏電站的設(shè)備組件、逆變器、支架等。

“每年在南方一些地區(qū)的梅雨季節(jié)，由于降雨大且比較集中，一些光伏電站支架即使建得比較高、選址也很嚴(yán)格，但也難以避免大暴雨的侵襲。比如，漁光互補電站和水面電站是建立在水面之上的，大暴雨抬高水面，電池板將會損壞。這時如果能及時排出多余的雨水，就不會導(dǎo)致電池板的浸泡。因此，排水條件的考慮就很重要，目前最有效的辦法就是科學(xué)增設(shè)排水系統(tǒng)。”陸冉對記者補充說道。

另外，記者還了解到，對于一般的斜屋頂家庭分布式光伏電站，由于自身的排水能力強，一般不會出現(xiàn)積水量過多的情況，暴雨帶來的影響可以忽略不計。但是平屋頂?shù)碾娬緞t因支架安裝相對較低，一旦遇到雨量過大的情況時，電池板就有可能被雨水浸泡。因此，為防止平屋頂積水過多，形成小池塘，可在暴雨來臨前增設(shè)一組排水系統(tǒng)，有效地進(jìn)行排水。

問題三：如何保證高效運維?

陸冉告訴記者，在選址設(shè)計、施工環(huán)節(jié)把好關(guān)，固然對提升光伏電站抗擊各種自然災(zāi)害的能力十分重要，但是后期運維對光伏電站防御自然災(zāi)害的作用也決不能忽略?，F(xiàn)在一些地方新建的智能光伏電站一般就能實現(xiàn)高效運維。這主要是因為該類型電站可以從時間、空間、設(shè)備多層面、多維度進(jìn)行監(jiān)控、運維、管理、報警，便于從技術(shù)手段上預(yù)防自然災(zāi)害。

洪災(zāi)和水災(zāi)一般是我國中東部地區(qū)頻發(fā)的自然災(zāi)害，對光伏電站眾多的西部地區(qū)而言，最常見的自然災(zāi)害就是沙塵暴了。目前，青海格爾木的一些光伏電站在防御沙塵方面就取得了不錯的效果。其中黃河水電公司格爾木20萬千瓦智能光伏電站就是一個例子。

據(jù)了解，該電站之所以能長期抵御沙塵的侵襲，主要是因為該智能光伏電站簡化了系統(tǒng)組網(wǎng)，按照25年的系統(tǒng)可靠運行免維護(hù)設(shè)計，逆變器采用IP65防護(hù)等級，實現(xiàn)內(nèi)外部的環(huán)境隔離，使器件保持在穩(wěn)定的運行環(huán)境中，降低溫度、風(fēng)沙、鹽霧等外部環(huán)境對器件壽命的影響。同時，該電站還采用組串式逆變器，全密閉自然散熱，這樣能長期抵御沙塵侵襲，不影響光伏電站的發(fā)電量和使用壽命。

很顯然，要確保光伏電站安全高效地運行25年以上，組件質(zhì)量、前期設(shè)計、施工建設(shè)很關(guān)鍵。但近年來，一些地方的光伏電站建設(shè)存在偷工減料的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到光伏電站的安全運行。目前光伏電站存在的問題主要集中在設(shè)備質(zhì)量、電站設(shè)計、電站施工等方面。

陸冉對記者說，面對以上各種風(fēng)險因素，現(xiàn)在新建的智能光伏電站要想實現(xiàn)真正的高效運維，在建設(shè)之初就應(yīng)充分考慮各種風(fēng)險，進(jìn)行整體設(shè)計。具體來說，在光伏電站調(diào)研階段、設(shè)計階段、建設(shè)施工階段，都要采取相應(yīng)措施來規(guī)避風(fēng)險，進(jìn)而保障光伏電站的安全無故障運行。