光伏发电系统的运行和维护东国森

光伏发电系统的运行和维护东国森

东国森周继文马占彭

（三峡新能源格尔木发电有限公司青海格尔木816000）

摘要：随着光伏发电技术的应用与普及，人们的生产生活中随处可见对太阳能的利用。太阳能作为清洁、安全与无害的特点，极大地方便了人们的生活，给人们带来便利。光伏发电系统可以直接实现光能到电能的转化，不必要通过热能的中转，该系统具有寿命长、可靠性高、清洁与并网发电的优势。但是光伏发电系统包含了太阳能电池、蓄电池、逆变器与控制器等组成部分，结构比较复杂，增加了运行与维护的难度，因此展开对光伏发电系统的运行与维护研究，可以解决当下运维工作中出现的问题，还可以为推进光伏发电技术做出贡献。

关键词：光伏发电系统；运行；维护

1光伏发电系统的组成与原理

光伏发电系统要实现光能到电能的转变，通常包含了蓄电池、光伏方阵、控制器、逆变器、配电柜与太阳光跟踪系统等部分，其中还包含用来聚光的反射镜与聚光透镜。光伏方阵采用光伏模板组成特定形式实现对光能信号的捕捉与积累，在光生伏特效应下，实现在蓄电池两端电荷的累计，形成的电荷在电池两端形成了电动势，完成光能到电能的转变。蓄电池可以实现电能的储存与放电，其中为防止电能储存过多或放电严重的情况，一般添加控制器，控制器保护蓄电池的充放电过程，可以对蓄电池的寿命起到延长的作用。要实现直流电到交流电的转变往往需要添加逆变器，逆变器按应用要求不同常分为正弦逆变器与方波逆变器两种，前者应用范围广，但是成本相对的较高。太阳光跟踪系统可以捕捉太阳光的变化，实现随太阳光转动的目的，保证发电效率的最大化。

2光伏发电系统的运行和维护

2.1光伏系统中光伏组件的运行和维护

作为光伏发电系统重要的核心结构，太阳能电池板能够对能源进行收集，从而实现电力的输出。当太阳能电池板工作时，将收集到的太阳能辐射，实现电能的转换，然后通过传输设备，储存在蓄电池内，从而有效保证电能的利用，并发挥推动和负载的功能。所以，为有效维护光伏电站运行情况，需要对光伏系统和组成结构进行以下几点的措施保护。

2.1.1光伏组件的清洗问题

经过长时间的使用，光伏发电系统中的组件和结构，会造成许多灰尘的积累，这就要求定期对光伏组件进行清洁和整理，确保光伏组件和结构干净。由于积累的灰尘会对光伏电站的运行产生巨大的影响，并且灰尘的出现，不仅会阻挡光伏组件吸收太阳能，同时也能阻碍热量传导的进行。如果不及时清理太阳能电池板表面灰尘，会随着不断增加的灰尘，造成太阳能电池板的燃烧。这是由于灰尘具有很低的导热系数，大量的灰尘会增加太阳能电池板的热量，就会出现自燃情况。这就会对光伏组件造成损害，增加危险的发生概率，同时造成严重的经济浪费，对于光伏组件的清洗工作，要定期并且仔细全面地进行。在我国当前对光伏组件清洗过程中，有四种作为主要的清洗方法：（1）通过人工清洗，工作人员使用长距离的拖布，使用洗尘剂能够有效地清除灰尘。利用拖布与光电组件表面进行摩擦，能够出现静电现象，将表面的灰尘和杂质清除干净。但是也会对组件产生压力，从而使组件出现弯曲或损坏，而且也会对收集太阳能产生阻碍，出现的大面积遮盖区域，会降低组件对阳光的吸收。（2）人工水洗方法，使用小于0.4MPa压力水管，对准组件进行清洗，能够有效避免人工清洗对组件产生的伤害。这种方法的优点是能够有效清除组件表面的灰尘，同时也能减少由于遮盖区域，造成太阳能吸收少的问题。（3）使用专业的工程清洗车，在维护工程中，可以购买或者租赁使用。（4）使用机器人进行清理工作，不仅可以对组件表面的灰尘和杂质进行清理，同时能够根据天气的变化，例如雪天情况，实现快速全面的清理工作。在人工智能的控制下，不仅可以降低运行成本，同时能够不间断地进行工作。但是出现的主要缺点，会由于组件边缘，对机器人产生阻碍。

2.1.2光伏组件的定期检查

由于各地环境存在很大差异，灰尘等物质的累积速度也存在很大不同，因此应针对具体环境制定合适的维护方案。光伏组件的积灰与太阳能电池板的完整情况都是维护的重点，针对特定季节与特定的自然灾害也应制定具体的维护措施，保证光伏组件的工作效率。

2.2光伏系统中蓄电池的运行和维护

蓄电池是光伏系统中存储电能的部位，当光伏组件将其吸收到的太阳能辐射能进行转换，转换出的电能就通过蓄电池进行储备，蓄电池周围的环境应该保证在5℃～25℃之间最为合适，在气温高的环境下应该通风进行蓄电池的降温，当环境温度较低时也应该进行蓄电池的保温措施。蓄电池不宜经常更换，但是也需要定期检查，当检查出来的问题足以导致光伏设备电能的输送受到影响时，也需要及时对蓄电池进行更换，值得注意的是在更换蓄电池的过程中需要带绝缘手套。一般来说蓄电池可能出现的问题中最为主要的就是蓄电池的漏液，干瘪或者膨胀等问题，一旦出现类似情况应该做及时处理，并第一时间排查寻找导致这一问题出现的原因，在根源上进行遏制。

2.3光伏系统中控制器和逆变器的运行和维护

在光伏系统组成结构中，控制器和逆变器作为重要的设备需要维护，同时要根据以下问题进行维护：（1）要有明显的警示标志出现在控制器上。（2）定期检查控制器间，起到连接作用的接线端，出现生锈或腐蚀情况应立即处理；（3）在控制器中，要求高压熔丝具有规定要求的标准。（4）在控制器内，出现直流输出电力时，能够使母线的正负极对接，并且要有2Ω绝缘电阻使用。在对逆变器进行维护过程中，要保持连接的完整程度，同时对结构中出现的灰尘、锈迹和腐蚀等情况，及时进行处理。如果遇到特殊天气造成温度的变化，也要有相应的应对措施，并保持警示标志的完整性和清晰程度。（5）如果遇到逆变器工作停止，但是还没有找到对应的原因时，要对设备进行拍照和记录，通过与厂家的沟通完成修理工作。另外，要保持逆变器的清洁程度，对不同接线端的情况进行处理，同时控制好温度，确保逆变器运行稳定。

2.4热斑现象的产生和避免

在对太阳能电池长期的维护过程中发现，在特殊的环境中会出现热斑情况。这可能是由于积累的灰尘，或者清理时候产生的遮挡，使得太阳能辐射能，不能被光伏设备集中和吸收，从而阻碍光能转换成电能。当受到遮挡的位置温度不断升高，会造成这个区域的光伏组件表面受到的破坏，从而出现热斑现象。通过不断的研究和分析中得知，会由于两种情况，使热斑情况出现在光伏组件中，一种是内阻，另外一种是电池片自身暗流电流。通常从源头开始，使遮挡光电组件的灰尘或其他东西，得到有效地去除，从而减少由于热斑现象造成的破坏。另外，要对电池内部和逆电流情况进行了解，或者增加组件的功能，确保其能够高效的运行。也可以通过提高清理能力，增加机器人的使用，使更多的阻碍物质得到清理，减少热斑的出现情况。

结语

总之，光伏发电具有清洁无污染、可再生、成本低、工作性能稳定等优势，做好光伏发电系统的运行和维护就显得极为重要，通过分析其内部构成及各器件在运行与维护中的注意事项，可以大幅降低光伏发电系统的故障率，普及光伏发电技术的应用，同时也对保护环境、造福人类有着深远的意义。

参考文献：

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