安全性是太阳能发电站的根基,也是获得回报率的基石所属。无论在路面、山坡地、房顶等太阳能发电站情景,安全性基本上是一票否决的原则性问题。
一、情况
随着碳达峰、碳中和变成2021年中国经济发展工作上的一项关键每日任务,太阳能发电将担负中坚力量的人物角色,另外也将进到一个迅猛发展的新时期。能够 预料,无论是路面发电厂,還是分布式系统发电厂,太阳能发电的用户量都将进到规模性提高的环节,可是与之而成的 安全隐患 也愈来愈多,造成领域的关心和高度重视。
安全性是太阳能发电站的根基,也是获得回报率的基石所属。无论在路面、山坡地、房顶等太阳能发电站情景,安全性基本上是一票否决的原则性问题。
二、发电厂发生火灾事故的缘故
火灾事故,是太阳能发电站的较大 安全风险。据新闻记者统计分析,光伏产业近三年内现有45起典型性的安全事故。2020年2月2日,山西省运城市稷山县光伏发电发电量新项目所属的山坡上发生火灾事故;2018年4月19日,安徽铜陵某路面太阳能发电站发生火灾事故,全部发电厂一片狼藉,部件基础被烧光,只剩余一些杂乱撒落的支架;2015年5月,美国苹果公司一直引以为豪的坐落于加利福尼亚Mesa的加工厂房顶忽然着火,着火点是大厦房顶的太阳能组件,当场烟雾四起,太阳能组件被损坏
桩桩件件令人震惊!伴随着太阳能发电年发电量的逐渐飙升,逆变电源、汇流箱、大电流量部件及其应用领域愈来愈繁杂,导致火灾安全隐患升高。除开来自于外界缘故的火灾事故外,太阳能发电系统软件本身的火灾安全隐患更需引起重视。
2.1 机器设备演变,进一步产生火灾安全隐患
1)为进一步减少太阳能发电站LCOE,太阳能组件展现功率大的、大电流量发展趋势。伴随着单晶硅片规格越来越大及其电池效率愈来愈高,部件电流量持续提升变成大势所趋。
大家见到,部件电流量越来越大,逆变电源输出功率或汇流箱相匹配的组串总数也持续提升。
图1 集中型系统软件:电流量和组串越来越大
图2 组串式系统软件:电流量和组串越来越大
伴随着太阳能发电交流电侧系统软件输出功率和电流量扩大,于之而成的常见故障着火风险性也越来越大。当产生常见故障时,在常见故障点造成的短路容量也相对的扩大,依据焦耳定律Q=I2Rt得知,电流量扩大一倍,短路故障点热电效应提升4倍,着火的风险性也巨大的提升。将来太阳能发电交流电侧输出功率将进一步扩大,传统式计划方案的维护作用却沒有获得一切的改善与升級,彻底沒有紧跟系统软件输出功率演变的节奏感,这个问题的处理早已到势在必行的情况下了。
2)太阳能发电站的应用领域愈发多元化。从戈壁迈向农光、渔光、山坡地、房顶发展趋势,包含了太阳能发电 工程建筑,太阳能发电 农牧业,太阳能发电 山坡地,太阳能发电 水产业等好几个繁杂情景。当太阳能发电 愈来愈丰富多彩的情况下,火灾事故就变成了较大 的安全风险。太阳能发电站一旦产生安全事故,不但会损害发电厂成本费、发电量盈利,比较严重时还会继续导致工程建筑及意外伤害。
如同大伙儿普遍的,秋末冬初,山坡地发电厂部件下边铺满枯草,森林大火引起的损害难以估量,因而发电厂对防火安全的规定必定高些;农光学站、屋顶光伏等情景太阳能组件一般布局在温室大棚或房屋建筑上边,且与工作人员的触碰更为密切,电缆线或逆变电源短路故障引起的火灾事故,将对人身安全资金安全造成巨大的威协。
2.2 防范于未然,当今系统软件计划方案没法解决发展方向
以上节上述,将来部件电流量的扩大、组串总数愈来愈多是必然趋势。另外伴随着逆变电源功率的提升,电流量反灌时的动能也更加扩大,从而造成 部件-电缆线-逆变电源全部发电厂系统软件的安全隐患提升。因而逐步推进系统软件必须开拓创新,作出新的自主创新,来顺从这一发展趋势,确保发电厂安全性。
当今的集中型计划方案一般应用16/24路交流电汇流箱将部件输出功率开展汇聚,选用环路熔断器和集流隔离开关开展维护,因太阳能组件短路容量仅为额定电压的1.1倍,没法做到熔断器和隔离开关的维护电流量,因而目前的交流电维护元器件均没法姿势。实际基本原理以下:
如圖的A点产生短路故障常见故障,鲜红色常见故障控制回路:QF1为汇流箱隔离开关,额定电压500A,因为部件的短路容量在480A上下,QF1一直不容易脱口,不断輸出交流电动能到常见故障点,保持电孤点燃,扩张安全事故。
集中型因为交流电控制回路长,集流套路多,联级套路多,除开所述短路故障常见故障点A外,汇流箱、集流柜里等都很有可能产生相近常见故障状况,风险性相比组串式将更高。
集中型逆变电源因交流电短路故障着火相片
而当今组串式计划方案尽管不会有汇流箱后端开发短路故障的难题,可是当逆变电源內部发生极端化常见故障时,如內部IGBT常见故障导致交流电母线槽短路故障,逆变电源因没法开断交流电键入动能,很多的动能在常见故障点累积很有可能造成 进一步的难题,比较严重一点的将产生炸机、着火等安全事故。
逆变电源炸机、着火后,用火或高溫的锂电池电解液外溢,又非常容易引起枯草、温室大棚、房顶等着火,扩张常见故障。那样的实例也许多见。
三、领域号召最优化解决方法,鱼和熊掌兼而有之
在户用情景,一部分我国、地区早已颁布有关规范,包含中国一部分省份的建筑业也在实行相近规范,即在屋顶光伏上,要具有RSD作用,在每一个部件后边加优化器,能够 完成部件级关闭,后面级发生短路故障等常见故障时,优化器能够 开断部件的动能,进而防止进一步的常见故障扩张。这类计划方案能够 较明显地提升系统优化,可是因为优化器当今成本费依然较高,尚没法在大中型发电厂、及其大型工业发电厂上广泛运用。
殊不知,伴随着太阳能发电的迅速发展趋势、普及化,太阳能发电站的 火灾事故 难题可能变成领域安全隐患!发电厂 安全系数 务必造成全领域的重视;怎样能处理安全隐患,又不提升太阳能发电的LCOE(度电成本)?大家号召领域明确提出自主创新解决方法,健全有关规范,让事后的太阳能发电站能真实贯彻落实有关规定;真实让发电厂舒心安心,使我们的碳中和之途走得更加稳定更安稳。