太阳能光伏发电系统可靠性分析

太阳能光伏发电系统可靠性分析

刘宝

（国网宁夏电力有限公司检修公司宁夏750011）

摘要：现阶段，我国的经济发展的十分的迅速，太阳能发电系统的发展也有了很大的提高。太阳能光伏发电事业为我国社会经济的建设作出了巨大贡献。光伏发电系统的可靠性，不仅直接影响到太阳能发电系统的性能，而且对于促进我国社会经济的发展也具有重要作用。本文对光伏发电系统的结构及特点进行分析，并对影响光伏发电系统可靠性的因素展开研究，进而提出几点改进措施。

关键词：太阳能；光伏发电系统；可靠性；分析

引言

随着社会的进步和经济水平的不断提高，城市化的进程加快对各类能源的需求也在不断的增加。能源的短缺问题如今已经十分突显，传统化石燃料能源的使用不但会消耗有限的不可再生能源，还会产生温室气体排放，影响大气环境。对此，一些新型能源的技术研发开始受到越来越多的关注。近年来，随着太阳能光伏发电技术的日渐成熟，我国的太阳能光伏发电系统和相关的设施建设已经取得了一定的成就。对于我国的电力资源供应有着积极重要的作用。结合当前我国光伏发电系统的结构特点进行深入的分析和研究，重点关注光伏发电系统可靠性的影响因素。并对这些因素进行稳定性研究，指出其中的不足并且有针对性地提出一些改进措施。为我国的太阳能光伏发电事业发展和完善做出贡献。

1光伏发电系统的组成及结构特点

光伏发电系统是通过一定的技术和设备将太阳能转化为电能，并驱动发电系统工作从而产生电能。根据光伏发电系统实现发电原理的不同，可以将其太阳能光伏发电的类型分为光伏发电和光热发电两类。通常来说，太阳能光伏发电广泛指代的是太阳能发电的形式。这是一种光电能源形式之间的直接转换。这一光电转换过程，充分利用到了半导体材料的光伏特性。将获取到的光能经过物理变化直接输出为电能，这是一种近年来广泛普及的新型应用技术。对于我国而言，随着近几年相关科技水平的不断提高，光伏发电关键技术的应用已经在许多领域取得了不俗的成绩。在当前的能源紧缺环境当中，清洁能源的使用广受关注。太阳能得以充分利用，能够有效的缓解资源过度使用和环境污染的状况。对于太阳能电池来说，其可以在经过特定的串联和组装之后形成固定的太阳能电池组件，再加上相应的控制器就可以实现光伏发电装置的最基本组成结构。总结当前光伏发电系统所具有的应用优势与特点，结合我国在发电领域中应用光伏发电的现状，可以得出光伏发电具有的主要特点如下。首先，光伏发电系统具备良好的环境友好特性，在其建设和使用过程中不会产生废水废气等对环境造成污染的物质。其次，光伏发电装置不包含任何齿轮、传动等能够转动的机械装置，在工作时不会产生噪音，这也使得其能广泛的在居民区、商业区和工厂等区域进行设置。在建设规模方面，光伏发电系统凭借其高度一体化的装置结构，占地面积普遍较小，安装、维护和保养起来也相对容易，同时维修保养的费用也比较低。再次，光伏发电系统对于工作环境的限制和要求较小，只要有阳光，就能快速启动进入发电工作状态。最后，光伏发电系统运行的能源支持类型简单，一般采用电池供电，无需额外能源消耗，电池的使用寿命很长。

2影响光伏系统可靠性的因素

2.1 光电元器件失效

众所周知，光电系统由大量的子系统和电子元器件组成，元器件失效已成为降低光电系统可靠性的主要因素。包括电磁元件、电感元件、电容元件、电阻元件、连接器件、通信元件、二极管、继电器、运算放大器、功率管、太阳能电磁等。若其中1个元器件失效，并未能及时排除和维护的情况下，则可能影响整个系统的安全和可靠性。因此，在日常工作中，为了保证光电系统的可靠性，就必须提高元器件维修、保养的工作水平，保证元器件正常运行。

2.2 系统设计存在不足

光伏系统设计主要有软件系统和硬件系统2部分，其中软件系统的设计存在不足，主要是由于系统程序运行存在错误，如跑偏等，使得软件系统无法正常运行。并且，软件系统所使用的控制方法不合理和不规范，也可能导致软件系统无法正常运行，影响光伏发电系统的可靠性。若软件系统发生故障，未能及时进行维护和修复，将直接影响整个光伏系统的正常运行。另一方面，硬件系统的设计主要是电路的设计，其存在的设计不足主要是由于部分硬件设计部门为了降低成本，采用假冒劣质的材料，使得元器件生产存在质量问题。

2.3 系统维修和使用不当

光电系统维修和使用不当已成为影响系统使用寿命的主要因素，降低了光电系统的可靠性。例如，我国西北地区，由于当地居民缺乏光电产品的维护、保养和使用的知识，在用户供电不足的情况下，直接从蓄电池取电，这使得继电器的电力长期不饱满，在亏电的状态下，导致系统运行失效。此外，部分用户并未设置避雷装置，在雷雨天时，可能导致系统因受到雷击而发生损坏，影响系统的正常运行，难以保证光伏发电系统的可靠性和安全性。

3提高光伏发电系统可靠性的措施

3.1保证选用的元器件质量过关

由于元器件的质量和使用寿命能够直接关系到在后续使用过程中的有效性和可靠性。因此，对于光伏发电系统元器件的选用，一定要确保其质量过关。在光伏发电系统的设计阶段，就应该为后期的元器件采购工作提供便利的条件。尽量采取较常见和使用率高的元器件型号完成电路的设计，从而有效节约后期采购元器件的成本和时间。在企业采购元器件的过程当中，要到正规的元器件供应商处进行购买，也可以采取公开招标的方式，以此确保提供元器件供应商的资质和实力保证。除了采购环节的科学化外，在采购结束之后的元器件进厂阶段要加强对元器件质量的筛查和监管，形成一套完整的元器件质量管理体系。在元器件的采购和检验使用的各个环节当中都要设定明确的负责人，落实相应环节的责任，强化元器件的质量管理。一旦出现问题方便展开问责，加强可靠性的同时还能有效提高企业的管理水平。

3.2优化系统设计方案

光伏发电系统具有出色的可靠性，它能够保证发电系统的稳定运行，并且不易受外界环境的干扰。对于系统运行管控的方式和方法，要适合光伏发电系统的根本特性，不合理的软、硬件管理方式将影响光伏发电系统的可靠性。在软件设计方面可以结合光伏系统所在地区的实际环境来编制相应的光电转换算法。同时强化逆变网的控制效率，降低波动频率，增强关键系统运行稳定性。还可以设立专门的纠错和系统运行故障监控软件，及时获取系统故障信息并进行报警，减少其后期运行中出现故障的几率。硬件上设计备用电路，加强电路板的抗干扰和散热能力，尽量进行模块化设计等，都能提高光电系统可靠性。

3.3提升日常维护的工作水平

光电系统在安装完成后，温度和光资源就难以改变。因此，日常的维修和保养工作显得尤为重要，可通过以下几点提升日常的维护工作水平。（1）确保光伏阵列表面的清洁度。在日常的维护中，应定期对光伏阵列的表面进行清洗，并检查光伏阵列电路情况，对受损电路进行修复，从而保证光伏阵列运行的稳定。（2）注重电池的保证。根据电池使用的规定，电池在运行时，必须保证温度处于恒温状态，如夏季注意通风，冬季注意保暖。同时还要保证电池始终处于满电的状态。（3）着重流程和规范。在检修、停机、开机工作时，需要严格按照相关的流程进行，确保操作的规范性，避免人为破坏。（4）建立相应的制度和标准。当前我国光电系统的可靠性标准还处于探索阶段，笔者建议，我国行业内的专家应共同努力，制订完整的可靠性标准和相关制度，为光电事业的发展奠定基础。

结语

综上所述，本文对光伏发电系统的结构及其特点进行分析，并针对影响光伏发电系统可靠性的因素，提出了提升日常维护工作的水平、对系统设计方案进行优化、确保选用元器件的质量三方面优化策略。但系统维修和使用不当、系统设计存在不足、光电元器件失效等问题，依然影响着光伏发电系统的可靠性。因此，在未来的工作中，还需加强对太阳能光伏发电系统可靠性的研究，从而为提升光伏发电系统的可靠性，促进光伏发电事业的发展作出更大的贡献。

参考文献

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