光伏發(fā)電系統(tǒng)是全天候系統(tǒng),它可以在炎熱的夏天正常發(fā)電,也可以在嚴(yán)寒的冬季穩(wěn)定運(yùn)行。今天,我們來(lái)探討光伏電站在低溫天氣下的運(yùn)維問(wèn)題。
光伏電池低溫時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)
光伏電池是一個(gè)負(fù)溫特性半導(dǎo)體器件,溫度越低光伏電池的發(fā)電性能越好。所以從光伏電池角度而言,冬季低溫天氣下光伏電站的發(fā)電效率會(huì)比夏季高。
但另一方面,冬季的嚴(yán)寒也會(huì)導(dǎo)致光伏發(fā)電陣列的輸出電壓升高,如假如在設(shè)計(jì)和施工中把光伏組件串聯(lián)了過(guò)多的組件,低溫的早晨,逆變器還沒(méi)有啟動(dòng)的時(shí)候,光伏組件串處于開路狀態(tài),如果組串電壓超過(guò)標(biāo)稱電壓,施加在逆變器輸入端的直流電壓就有可能超過(guò)逆變器所能耐受的最大輸入電壓,導(dǎo)致逆變器直流過(guò)壓保護(hù)進(jìn)而影響正常發(fā)電。

目前市場(chǎng)上大部分逆變器的最高系統(tǒng)耐壓普遍是1100V和1500V,在進(jìn)行組串設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要考慮組件的低溫特性,按當(dāng)?shù)貧v史的最低氣溫作為設(shè)計(jì)的參考。組串的直流輸入電壓盡量避免接近最高耐壓,最佳設(shè)計(jì)應(yīng)該是盡量接近直流輸入的額定電壓或者略高于直流輸入的額定電壓,這樣既可以避免低溫天氣下逆變器直流輸入電壓過(guò)壓保護(hù)啟動(dòng),又可以保證逆變器始終工作在最佳轉(zhuǎn)換效率曲線附近,從而避免停機(jī)保護(hù)的電量損失和提升系統(tǒng)整體發(fā)電量。
低溫導(dǎo)致逆變器啟動(dòng)困難
01 目前,市場(chǎng)上絕大部分的逆變器的工作溫度為-25℃~+60℃,古瑞瓦特逆變器可以正常運(yùn)行的工作溫度為-35℃~+60℃。在嚴(yán)寒的冬季,逆變器的啟動(dòng)就有可能出現(xiàn)問(wèn)題,很多逆變器將無(wú)法正常啟動(dòng)發(fā)電而影響電站發(fā)電。

對(duì)于地下水比較淺的地區(qū),低溫會(huì)造成混凝土基礎(chǔ)內(nèi)部水分結(jié)冰,使混凝土基礎(chǔ)產(chǎn)生凍脹破損現(xiàn)象,毀壞基礎(chǔ),同時(shí)還會(huì)形成地基因土壤結(jié)冰產(chǎn)生膨脹,導(dǎo)致地基翻漿、拱起等問(wèn)題,引起方陣支架變形,繼而導(dǎo)致組件破損。
02 暴雪天氣后要及時(shí)清理光伏陣列表面的積雪。積雪覆蓋不僅會(huì)影響陽(yáng)光的射入和光伏發(fā)電,過(guò)厚的積雪還很容易造成組件變形甚至損壞。

03 冰雪和凍雨天氣還會(huì)在光伏陣列的組件之間產(chǎn)生冰柱等結(jié)冰現(xiàn)象,這些冰柱容易將水帶入接線盒、電纜接頭等電路和電器內(nèi)部,導(dǎo)致電氣絕緣破壞和短路故障。進(jìn)入接線盒和連接器內(nèi)部的水再次結(jié)冰膨脹還會(huì)對(duì)這些電器造成二次損壞。
04 夜間過(guò)低的溫度和白天陽(yáng)光下板溫的快速升高,會(huì)導(dǎo)致光伏組件內(nèi)部的電池每天都要進(jìn)行一次熱脹冷縮的機(jī)械過(guò)程,這個(gè)過(guò)程會(huì)引起光伏電池之間相互聯(lián)接的焊帶每天都有一次較大的折彎過(guò)程,這個(gè)過(guò)程會(huì)引起焊帶的機(jī)械疲勞,導(dǎo)致焊帶斷裂。嚴(yán)重影響光伏組件的使用壽命。特別是對(duì)于那些電池片間距過(guò)小,焊帶質(zhì)量較差的組件,這類問(wèn)題尤為突出。

05 冬季低溫天氣下光伏電站還要注意防火,冬季往往是草木枯干容易失火的季節(jié),由于環(huán)境溫度較低,暴露在外的電線電纜的外絕緣保護(hù)層也容易產(chǎn)生龜裂和破損。要認(rèn)真做好巡檢和防護(hù)工作。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)處理。
總結(jié)
光伏電站在低溫天氣下的運(yùn)維問(wèn)題值得高度重視,必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際氣象條件和電站形式、規(guī)模等情況制定符合實(shí)際的運(yùn)維措施,才能確保光伏電站在低溫天氣下穩(wěn)定運(yùn)行。