对光伏发系统危险有害因素若干分析
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作者:
甘肃电投辰旭金塔太阳能发电有限公司 甘肃酒泉 735000
摘要：本文中对光伏发电组件的构成、其运行过程中可能存在的危险有害因素以及应对措施进行了详细的分析和探究，希望对读者产生或多或少的借鉴意义与参考价值。
关键词：光伏发电组件 危险有害因素 安全对策措施
中图分类号：TM6文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）09（b）-0000-00
1 概述
对于任何国家和地区来讲，其发展和生存都不可能离开能源资源，缺少了能源，社会生产和人类的生存都将受到毁灭性的影响，而能源又分为可再生能源和非可再生能源，其中、煤炭、石油等是典型的非可再生能源，一经使用到一定的程度，其将不能继续供应，而电力则是可再生能源，同时也是清洁无污染的能源，不难发现，对能源的利用还是应该以电力为代表的可再生能源为主，只有这样才能满足人类对能源源源不断的需求，保证人类的生存和可持续发展。
石油、煤炭等传统能源虽然为人类的发展做出了不可磨灭的影响，同时对其利用也经过了很长的一段时间，但是由于其自身的不可再生性、高污染性等缺点的存在，导致每个国家不可能长此以往的对其进行利用，毕竟使用到一定程度和年限，其将不能够再继续满足人们的需求，这个时候，一种替代性能源的产生就显得尤为必要，毫不夸张的说，找不到一种合理的替代性能源，人类的生存将无法继续。在全世界都将目光转向如何解决愈演愈烈的能源危机问题，各个国家开始探索如何提高对于能源的利用效率，从以非可再生的能源利用为主转向对清洁无污染、可再生的能源的利用为主，只有这样才能从根本上彻底的解决人类发展与资源短缺、环境破坏之间的矛盾和冲突。随着经济的高速发展和科学技术的进步使得光伏得到了开发和利用，这种新能源之所以在世界范围内得到了普遍的推广和应用，主要原因就是它集多种优点于一身，使得能源短缺问题得到了很好的解决。然而，由于其这种新型能源的利用至今并没有多长的时间，加之其特殊性质的存在，使得光伏发电过程中存在较多的漏洞，特别是其安全性得不到良好的保障。鉴于此，笔者在文中首先对光伏发电组件的构成进行详细的阐述，接下来对发电过程中存在的危险性进行探究，最后根据问题做出具有针对性和可行性的解决措施，希望提供绵薄之力。
2 光伏发电组件构成
光伏发电组件的构成是极为复杂的，其主要包括以下几个部分：伏电站安装单晶硅或多晶硅太阳能电池若干块，光伏阵列由此构成。光伏阵列被分成很多的发电单元，每个发电单元由防雷直流汇流柜、逆变器、升压变压器组成。第一步先通过光伏阵列汇流箱进行汇流，随后经过电缆接至直流汇流柜，随后和逆变器连接起来。再通过电力电缆并联敷设接至升压变压器。接入升压变电站或开闭站，最后把电能送入电网当中。
3 光伏发电系统危险有害因素分析
3.1 光伏支架危险因素分析
光伏支架工程的地质地形条件是影响支架稳固性与安全性的宏观要素，毕竟支架建立的基础就是处在一定的地质条件之中，所以，自然环境的好坏与地基承载力的大小都直接影响光伏支架的安全，一般来说，支架之间的连接都是依靠镀锌螺栓实现，如果施工的时候没有完全按照预先设计好的施工图纸进行，将直接造成施工中出现各种问题，例如：螺栓连接的稳固性达不到相关标准、连接强度太低，以上都是施工前期的问题，后期问题的出现更为严峻，直接影响到光伏支架的平衡与协调，会造成支架发生一定程度的倾斜甚至坍塌，最终不利于电池组件对太阳能辐射的接收；而一旦遭遇大风、冰雹等极端天气，也会使支架发生坍塌，对人员造成人身健康和财产威胁，经济损失不可估量。除此之外，如果支架的制造材料不合格，支架表面没有进行锈处理，没有按照规定进行加固处理，没有定期或不定期进行对支架的检查与维护，没有根据不同的天气条件采取有针对性的预防措施，以上种种情况都会影响光伏组件正常发挥作用。
3.2 光伏组件危险因素分析
所谓的光伏组件，指的就是太阳能电池组件，它是光伏电站中众多组件中的很重要的一个是必不可少的。光伏组件正常功能的发挥和实现受到很多因素的制约，例如：光伏电站的设计缺陷和漏洞、太阳能电池组件存在质量漏洞、太阳能电池组件的安装不合理、没有及时的清理组件、性能测试不过关等；在进行光伏组件的安装与设计的时候没有考虑到外界自然条件的影响，例如沙尘暴、暴风等极端天气条件，这些都会降低光伏电池的使用寿命，阻碍电站的正常运行。此外，如果安装和设计光伏组件支架的时候没有全面的考虑到地形地质条件的影响，将直接影响光伏组件的稳定性，造成其发生倾斜甚至倾覆，不利于对于太阳能辐射的正常接收。
3.3逆变器危险因素分析
逆变器作为直流转换的设备，逆变器设计的合理与否将会影响逆变器的运行效率，此外，若未能对元件进行适当的调整和妥善的保养，也会影响其性能的稳定性。从设计安装过程中，光伏电站一般1MW为一个子系统，常用的是 500K容量的逆变器，就需要合理均匀分配，且每个逆变器的负荷一定要分配均匀，两台逆变器形成一个子系统1MW，否则容易导致容量不均衡发生爆炸。逆变器还要做好风沙以及高温天气运行的防护工作，以免风沙侵入对模块散热风机卡死或者老化严重，散热不及时的问题，导致高温停机或模块爆炸。
4 光伏发电组件安全对策措施
《光伏发电站设计规范》（GB50797-2012）等标准和规范是光伏组件主要的安全对策措施，具体包括以下几个方面：
第一，光伏方阵接地必须具备可靠性、持续性，接地电阻大于等于4Ω。
第二，如果电缆被集中敷设于槽盒与沟道中，应该选用C 类阻燃电缆。
第三，对于光伏组件与汇流箱之间的电缆，必须采取必要的加固措施，并采取适合的防晒措施。
第四，应该把控制电缆和动力电缆分开进行排列。
第五，汇流箱必须具备以下几个保护功能：其一，进行防雷保护装置的设置；其二， 汇流箱的输入回路宜具有防逆流及过流保护；其三，必须将必要的隔离措施设置在汇流箱的输出回路中；其四，最好进行监测装置的设置。其六，充电控制器应具有短路保护、过负荷保护、蓄电池过充（放）保护、欠（过）电压保护及防雷保护功能。
第六，对光伏发电站送出线路，应在系统侧配置分段式相间、接地故障保护；有特殊要求时，可配置纵联电流差动保护。
第七，光伏发电站调度管辖设备供电电源应采用不间断电源装置（UPS）或站内直流电源系统供电，在交流供电电源消失后，不间断电源装置带负荷运行时间应大于40min。
第八，光伏发电站必须具有较强的低电压穿越能力、频率适应性、电压适应性、低电压穿越能力。
第九，光伏发电站动态无功响应时间需要小于三十分钟。
5 结语
通过笔者在文中的详细叙述我们不难发现，在光伏发电站的运行过程中，其电组件极其容易受到内部或外部因素的影响和制约，这些因素的存在直接降低了光伏发电效率，更严重的是存在较大的安全隐患，对人员的生命健康造成极其不利的影响，而笔者在这方面的研究已经有数年的时间，对光伏发电方面的了解相对丰富，所以对光伏发电发电构件的构成、发电过程中存在的危险以及应对措施进行了全面的分析和细致的研究，当然，见解中肯定存在片面之处，如果有欠缺之处，敬请读者谅解并指出，定当虚心接受与改正。
参考文献：
[1]王成山.微电网分析与仿真理论[M].北京：科学出版社，2013.
[2]GB50797-2012，光伏发电站设计规范[S].
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