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光伏电站安全隐患与防范措施解析


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前段时间发生了不少光伏电站起火烧毁事故, 光伏电站暴露出的 各种安全问题带给光伏行业越来越多的担忧, 不少的客户也是对此忧 心忡忡, 了解光伏电站安全风险因素的类型以及规避由此带来的安全 隐患已经成为光伏电站业内一项刻不容缓的工作。 所以今天借此由广 东太阳库

新能源技术人员给大家讲解光伏电站普遍存在的安全隐患 及有效的防范措施。 光伏电站安全风险因素主要分为光伏现场自然因素风险, 光伏电 站技术风险,安装风险,安全风险及材料风险五大方面。 一、光伏电站安全隐患解析 1.现场自然因素风险 光伏电站现场自然因素风险主要包括暴风和雷击、结冰、暴雪和 冰雹、沙尘、岩石滚落、地质滑坡、地震、洪水和动物啃咬破坏等众 多方面。因光伏电站选址一般为荒山荒地、废弃鱼塘、荒漠滩涂等地 形复杂且偏僻无人的区域, 故受以上自然因素影响造成的安全事故不 易避免。 现场自然因素造成的光伏电站安全风险如下图所示:

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2. 技术风险 造成光伏电站安全隐患的技术风险主要包括电站设计缺陷,设备 故障,电站系统衰减、设备老化、维护及修理技术失误等方面。设计 缺陷、技术方案和设备故障是造成电站安全风险极其重要的原因。

错误估计风载造成的电站事故

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过电压导致的设备及器件损坏

错误估计山体遮挡 设备老化引起火灾 3. 安装风险 由安装造成的光伏电站风险主要是指在光伏电站建设施工阶段, 非规范化的施工造成各种电站安全隐患。

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4. 安全风险 安全风险主要包括人为造成的电击、电弧、火灾风险,人为盗窃、 人为破坏以及操作人员误操作造成的电站及人身安全危险。

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5. 材料风险 材料安全风险主要包括光伏电站各种构成材料的选购风险及运行 损坏风险。

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根据多年电站运行事故发生频率进行评估, 以上多种风险因素中 暴风、雪压、动物啃咬破坏、冰雹等现场自然因素造成的风险约占 19%,过电压和技术性故障因素约占 5%,人为损坏造、盗窃和人为误 操作造成的安全风险约为 16%,火灾造成的风险约 8%,玻璃材料造成 的风险达 7%。 以上各风险因素发生频率如下图所示: 二、光伏电站安全隐患防范措施 如何应对及避免以上各种因素带来的光伏电站安全隐患,根据太 阳库多年建设光伏电站经验,给出以下参考。

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面对以上各种风险因素,太阳库在建设光伏电站之初,就充分考 虑各种风险,进行整体设计,从光伏电站调研阶段,设计阶段,建设 施工阶段和后期运维阶段采取相应措施来进行规避, 以便保障光伏电 站的安全无故障运行。 1.光伏电站前期调研阶段 光伏电站前期调研阶段能规避的风险主要为项目选址地的自然 因素风险。项目选址之初,需要对场址的土壤、气象、环境、地质构 造等因素进行精准评估。具体措施为: 1)咨询当地气象站:了解场地的气象数据,请具有专业资质的可 研或气象机构对各种不利气候条件进行专业分析, 避免此种因素带来 的电站风险。需要进行掌握的气候数据有: 统计项目 统计项目 多年平均气温 多年平均沙暴日数 累年极端最高温度 多年平均雷暴日数 累年极端最低温度 多年平均冰雹日数 多年平均气压 多年最大冻土深度 多年平均水汽压 多年实测最大风速 多年平均项目湿度 多年平均风速

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多年平均降雨量 多年最大积雪厚度 2)

站址考察及做好地勘报告:项目选址之初,需要找专业地勘机构 做好项目选址地的地勘调查, 了解项目地点的地质条件和构造稳定性 情况。根据项目地点的地质和构造、历年降雨量、地震、洪灾和泥石 流滑坡等的发生情况,电站选址尽量避开河堤、滑坡、洪涝灾害频发 地区、地理构造不稳定地区以及土壤腐蚀严重地区,并合理进行防洪 工程的设计及考量,做好水保工作,避开降雨及冰雪融水形成的地表 径流通道。特别是在滩涂、废弃鱼塘等建设的电站,需做好前期规划 设计及施工过程中排水防汛工作。 2. 光伏电站设计阶段 光伏电站设计阶段着重需要选择具有专业资质和经验丰富的设 计单位,进行优质的光伏电站系统方案设计,选择国内外一线品牌设

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备,并根据项目地点实际情况,采取合理设计及措施避免光伏电站安 全风险。 1)应对现场自然安全因素采取的措施: ① 合理防雷设计:根据项目考察前期获得的项目选址地点的气 象特征情况,结合场址雷电活动规律以及防护目标,详细研究防雷装 置的形式及其布置,制定合理的防雷方案,将站区内光伏发电单元、 升压站、综合楼等的防雷措施协调统一、全面规划。 ② 防风防腐,散热防尘:根据项目前期考察所得的项目选址地 近年来的沙城暴次数,暴风强风次数及级别,合理设计支架的抗风防 腐、组串及设备的散热防尘等预防措施。关键设备选型时,需要选择 耐风沙、抗盐雾、抗高温高湿等恶劣环境的设备。 ③ 其他自然安全因素应对措施: 电站设计时需充分评估项目地点的冰雹,雨雪发生情况及级别, 合理地对组串排布及组串承压情况进行设计,减少电站因冰雹,暴雪 等自然灾害因素产生的危害。 2)合理设计减少电站组串之间的遮挡 采用专业三维遮挡分析软件,进行电站地点及组串间距分析,规 避电站周围物体、 地势差异或电站组串之间因排布不合理造成的安全 隐患。

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①结合实际地形,借助专业软件,计算方阵间距,保证全年组件 方阵无遮挡; ②针对山地电站,合理设计,规避由于地势差异而导致的同排方 阵不同子阵高度差 引起的遮挡。

3)合理设计以便应对光伏电站火灾隐患。 ① 合理设计布置线路路径,降低线缆损耗,减少火灾隐患; ② 合理设备选型,防止由过电压、电弧引起的电站安全隐患; 光伏电站存在大量直流电缆及直流设备。直流电没有过零点,开 关元件在断开故障电流时,电压会一直存在,电弧持续燃烧,必须拉 开足够的弧长距离才能够可靠熄弧。光伏场区分布面积大、电缆分布 面积广、接线不良、电缆绝缘破损等都会引起拉弧。具有较高热能的 电弧使得电站存在火灾隐患, 因此光伏电站的特殊性要求前期设计 时对于电气设备选型、线缆选型等设计工作需要重点考虑其直流性、

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阻燃性。在遵守各种设计规范的前提下,合理设备选型并充分考虑光 伏发电的特殊性是消除电站火灾隐患的关键。 4)根据项目选择地点的不同类型,合理设计光伏电站。如下图所 示:

3. 光伏电站施工建设阶段 光伏电站建设过程中涉及的作业面较广,施工人员较多,故在施 工建设阶段必须严格控制施工质量,规范化施工,并建立完善的工程 监管制度和管理体系, 以便减少及规避由于人为因素造成的光伏电站 的安全隐患。 1)选择经验丰富的施工建设及监理单位;

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2)业主与监理联合监督施工建设; 3)严格审核施工建设中人、 材、 机的配置是否满足施工质量要求; 4)严格控制建设施工质量,规范化及精细化施工。保证光伏电站 各环节的严格正确且规范化施工是光伏电站安全运行的关键保障。

规范施工案例 4. 光伏电站运维阶段 健全的光伏电站运维管理体系能有效预防和减少光伏电站由于 后期设备老化,腐蚀、动物啃食破坏、人为损坏、偷盗、自然灾害破

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坏等造成的电站安全隐患,确保电站设备和人员的安全,以便达到光 伏电站的安全高效运行。 1)规范光伏电站的运营和维护流程, 建立定期巡检制度并明确巡 检目的。 光伏电站运行过程中由于各种因素带来的设备故障都不可避免 的造成光伏电站的各种安全隐患。因此实行光伏电站全面运维管理, 规范光伏电站的日常维护流程,是光伏电站必不可少的关键环节。 ① 定期进行组件清洗

据悉,西北地区通过组件清洗,单块功率平均提升 9.64%,一般 地区亦可平均提升 3%-5%。 ② 去除植被遮挡

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③ 巡检光伏电站设备老化,支架腐蚀、线缆脱落以及组件损坏 等情况。 ③ 加强安防监控措施,减少人为偷盗

2)建立智能化运维管理平台,7x24 小时运行状态实时监测,运 用大数据运维管理分析系统, 通过综合统计分析直观展现电站发电量 及运行状态,多维对比各电站核心数据指标,实时掌握已建电站整体 运行水平。

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3)设立专业运维队伍,要求专业运维人员持证上岗,定期对专业 技术人员和电站操作人员进行培训,提高运维人员专业素质和技能, 避免运维过程中由于人员误操作造成的安全隐患。 除在电站前期考察,设计,建设及运维阶段采取的以上措施来预 防并规避光伏电站安全风险外, 还可在电站建设期及电站运营期为光 伏电站购买多种保险,如建筑/安装工程一切险,财产一切险等来降 低光伏电站各种安全风险带来的损失。 三、总结 随着光伏行业日益蓬勃的发展, 光伏电站已向大众揭开其神秘的 面纱。 越来越多的目光已投入到光伏电站的实际效益以及长期安全运 行上, 深入了解光伏电站安全风险因素并采取有效措施进行预防与规 避,确保光伏电站高效优质安全无碍的运行,是光伏行业内一项不可 避免且亟待解决的实际问题。相信随着光伏行业的飞速发展,越来越 多的行业规范将会不断出台,行业经验也会加速积累,所以高效安全 智能的光伏电站也将在不久的未来触手可得。


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