渔光互补光伏电站防雷接地技术的探讨

渔光互补光伏电站防雷接地技术的探讨

徐贺

华润新能源（淮安） 有限公司

摘要：近年来，随着我国环保发电技术的持续推广，渔光互补型光伏发电站已向全国各地全面覆盖。渔光互补型发电站既解决了光伏发电占用土地资源的问题，又提高了闲置水域的综合利用率。在环保与经济开发方面得到了双倍效益。但当前我国渔光互补型的光伏发电站存在一严重隐患，即雷击事件频发。因此，本文主要针对现流行的光伏电站的安装方式与整体架构，对防雷接地技术展开探究，提出一系列有效的防雷措施。

关键词：渔光互补；光伏发电；防雷接地技术；探讨研究

0引言

现如今，清洁能源的开发与应用已经推广到全球。自十二五规划以来，作为清洁能源之一的光伏发电技术也在我国生根发芽，并得到了广泛地推广与发展。光伏发电能够得到重视的主要原因除了自身的发电优势以外，还有一点重要原因就是陆地太阳能发电占用的土地资源呈现饱和，但国内对清洁能源的使用需求仍在不断增长。这时可借助水面的光伏发电技术应运而生，其创新性与科学性也是在我国得以大力发展的重要原因之一。比如本文重点提到的渔光互补光伏电站，就是结合水下鱼类养殖、水上光伏发电于一体，真正实现了经济效益与社会效益有机结合。既供给清洁能源，又合理利用了湖泊等水面资源。在水面上建设发电站可以确保周围无遮挡物，同时水体的冷却效果也对电站日常维护起到了一定辅助作用，清洁用水也更加方便。但建立在水面上的渔光互补光伏电站还是存在着一定隐患，比如受水面影响，电站较容易受到雷雨大风等极端天气的破坏。在电站损伤后，人工维护工作的开展也比陆地电站较为困难、复杂。因此，想要充分发挥出渔光互补型光伏发电的优势，就必须创新结构设计、加强设备安全防护、保持电站定期检修。

1雷电对光伏电站的破坏与影响

1.1破坏太阳能组件

太阳能电池的原材料是硅的半导体材料，雷电直击会破坏硅材料与体内的PN结，对电池片的PN结晶体场造成损害，进而导致电池PN结出现破损。这样一来，就容易使得杂质进入，缩短半导体的使用寿命，进而影响到整改太阳能组件的使用。

1.2破坏太阳能背板

实际上，太阳能背板主要是由聚酯薄膜构成的，其主要作用是保护和支撑太阳能电池板，能够阻绝水蒸气、阻绝燃烧，具有耐高温、电气绝缘、持久稳定的优势。但在雷击时，雷电所带来的高温高压足够破坏太阳能组件，使得太阳能背板发生变形、破层甚至击穿的现象，并且，高温高压还会迫使串联并联电池串的焊接出现破落甚至开焊，重则还会导致电路板短路，影响使用。除此之外，由于渔光互补光伏电站中的光伏组件构件与变压系统都建设在水面与周边，而水体以及附近的空气湿度较大，感应过电压的几率也会增加，进而导致受雷击的可能性与距离水体距离呈阶梯式上升。现阶段我国渔光互补光伏电站的防雷接地技术仍是参考传统地面式防雷技术要点，并未结合水面的实际情况，存在较多漏洞与不足。

2渔光互补光伏电站的防雷技术要点

2.1等电位的连接

重点需要确保光伏组件的金属支架部分互联互通，能够形成一个完好的电气回路，实现边框等位置的等电位连接。其次，还可以使用金属支架充当接地的连接，而在光伏组件连接中，接地点与接地网必须保证的连接点大于2点，且接地接头必须经过镀锡处理，不可出现由于未经过镀锡处理而出现氧化断裂的现象。

2.2光伏支架的检查

需要对光伏电站的排列阵列区域内的支架进行接地测试，重点核查焊接口的焊接质量，同时注意焊接点的耐氧化、防腐处理的情况，进而保证接地极的施工质量良好与使用寿命长久。并且，光伏支架的接地电阻不得超过4Ω，需要定时定期排查。

2.3“避雷针”防雷

整理近几年的光伏电站电击报告，得出雷电一般不会直击到太阳能组件上的结论。因此，为节约成本、降低维修消耗，不在光伏阵列中设置雷电保护装置是可行的。但是，渔光互补光伏电站还是需要采取让雷电安全快速地流入地面的防雷措施，比如设置避雷针。第一步是需要利用“滚球法”计算出避雷针保护范围。第二步是设定自动可升降的避雷针控制系统，当天气晴朗时将避雷针收避于阵列中，减少避雷针对于光伏发电的影响。当雷雨大风等极端天气时，经过电脑分析预警后，系统自动上升避雷针以保护光伏阵列。但“避雷针”式的防雷技术仍处于研究试验阶段，相应技术仍不成熟且制作成本较高，未得到进一步的推广。

2.4电涌保护器的安装

上文提过，光伏电站极易遭受到感应雷的破坏。当前我国普遍使用电涌保护器，安装上电涌保护器能够降低感应雷雷击后的电压。研究表明，在汇流箱与逆转器一侧添加电涌保护器加强保护时，光伏阵列的过电压概率较高；而在此添加两组时，过电压概率则会明显下降。证实加装电涌保护器有利于电站防雷。

3结束语

由于渔光互补型光伏电站仍处于初步发展的阶段，国家也未曾出台相关的制度标准，导致我国现今的防雷等保护技术还不成熟，无法确保雷击后太阳能板不受破坏、电站能够正常运行。由此可见，防雷接地技术的发展与完善是迫在眉睫的任务。需要结合行业标准、当地特点、天气情况设计出最适宜的防雷设计，进而充分发挥出渔光互补光伏电站的社会效益与经济效益。

参考文献：

1. 张刚刚，集中式并网光伏电站防雷与接地技术研究与应用，《电子世界》，山东水发天源不务集团有限公司

2. 王康红，陈旭光，许良唤，渔光互补光伏电站大跨度电缆桥架制作安装的探讨，《中国科技纵横》，浙江正泰新能源开发有限公司

作者简介：

徐贺 华润新能源（淮安）有限公司+光伏电站+电气+值班员