组件裂纹处的热斑成像
一般说来,每个组件所用太阳电池的电特性要基本一致,否则将在电性能不好或被遮挡的电池(问题电池)上产生所谓热斑效应。遮挡多为设计不合理或运维不及时造成,而问题电池成因则多种多样。主要成因有劣质硅料造成电池的自身缺陷、电池制造中边缘短路、栅线局部短路、烧结度不够或过度等问题都会造成热斑。除严把检测环节之外,在采购组件时,最好对该组件厂电池片来源甚至硅料来源有所了解。另外,光伏组件制造时电池尽可能选择同一批次电池片并通过精密的测试,避免性能不一,同时不要发生人为混片现象。在焊接时要检查隐裂、虚焊和异物。
2逆变器、汇流箱及运维部分
直流侧安全风险大、易起火
传统方案组件经直流汇流箱、直流配电柜到逆变器,电压高达1000V,直流拉弧起火和长距离直流输电起火给电站带来很大的安全风险。汇流箱、配电柜易被烧毁、进水等。
案例1:2014年8月,武汉某屋顶光伏电站发生着火,彩钢瓦屋顶被烧穿了几个大洞,厂房内设备烧毁若干,损失惨重。
最终分析原因为:由于施工或其他原因导致某汇流箱线缆对地绝缘降低,在环流、漏电流的影响下进一步加剧,最终引起绝缘失效,线槽中的正负极电缆出现短路、拉弧,导致了着火事故的发生。
案例2:2014年5月,某山地光伏电站发生着火,当地林业部门立即责令停止并网发电,进行全面风险评估,持续时间三个月,造成了数百万的损失。
最终分析原因为:由于某汇流箱电缆在施工时被拖拽磨损,在运行一段时间后绝缘失效,正负极电缆出现短路、拉弧,导致了着火事故的发生。
直流线缆触电风险高,危害人身安全事故
传统集中式方案,每个逆变器100多组串正负极并联在一起,当任意的组串正极和负极漏电,1000V的直流高压,触电将无可避免。渔光互补、农光互补电站都是开放式电站,渔民、农民经常出入,一旦线缆对地或者鱼塘出现绝缘破损,1000V高压直流对水塘漏电,将可能导致人畜触电安全事故。
熔丝故障率高,容易引发着火风险
传统电站采用熔丝设计增加了直流节点,电站即使使用熔丝,也不能有效地保护组件;而且在过载电流情况下,熔丝还会因熔断慢,发热高,引发着火风险。
几乎所有的传统电站都受熔丝故障率高的困扰,部分电站年故障率>7%,特别是在夏天,某30MW电站运维人员反馈夏季平均每天熔丝故障数量达5-6个。
熔丝接线不良引发的烧毁着火案例
熔丝与底座接触不良
逆变器监测数据不准确
1.逆变器监测数据不准确。内蒙某电站集中式逆变器监控数据与实际发电量严重不符,监控上报值比实际值虚高了3%。
2.逆变器或者直流汇流箱数据采样精度不够,造成故障信息判断不准确、不及时。
集装箱设计易烧机;IP20、风扇设计无法隔离尘沙,设备腐蚀损坏;组串式逆变器噪音污染大。
1.集装箱设计,内部温度过高,导致烧机现象。2011年在江苏大丰某电站(在电站完工并网仪式上,嘉宾一边现场剪彩,而另一边逆变器却突然起火燃烧),2013年8月在青海乌兰某电站发生类似事故。
2.IP20设计,无法隔离沙尘,设备易被腐蚀损坏。沙尘会引起开关接触不良,风扇失效散热变差,电路板打火等现象,存在着火风险。
3.组串式逆变器噪音污染大,奥地利某学校电站,在夏天光照好的环境下也只能将逆变器关机,避免影响教学。