近期，我國(guó)自然災(zāi)害頻發(fā)：6月23日，江蘇鹽城阜寧縣遭龍卷風(fēng)襲擊；6月30日以來(lái)，長(zhǎng)江中下游沿江地區(qū)及江淮等地更是接連出現(xiàn)入汛以來(lái)最強(qiáng)降雨。自然災(zāi)害給當(dāng)?shù)孛癖娚a(chǎn)生活帶來(lái)嚴(yán)重影響的同時(shí)，也給當(dāng)?shù)毓夥a(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大損失，比如在鹽城，一家公司的3兆瓦屋頂光伏項(xiàng)目全部損毀；而有地區(qū)的光伏電站由于受到強(qiáng)降雨及洪澇影響，幾乎成了名副其實(shí)的“光伏?！?。
據(jù)記者了解，像龍卷風(fēng)、臺(tái)風(fēng)和大暴雨這樣的自然災(zāi)害對(duì)光伏電站的影響的確比較大。但一般來(lái)說(shuō)，恰恰是在這些自然災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)，光伏電站數(shù)量較多。面對(duì)無(wú)情的災(zāi)害，光伏電站該怎么辦？
江蘇省電力設(shè)計(jì)院工程師陸冉告訴記者，要想抵御自然災(zāi)害侵襲，需要把好光伏電站在選址、設(shè)計(jì)、施工這三個(gè)階段的關(guān)口，關(guān)鍵性工作一個(gè)都不能少。而在電站建設(shè)完成后，如何有效防御自然災(zāi)害，后期運(yùn)維所發(fā)揮的作用不容低估，可以說(shuō)是環(huán)環(huán)相扣、不可或缺。
問題一：如何抵御大風(fēng)侵襲？
夏天來(lái)了，臺(tái)風(fēng)也來(lái)了。臺(tái)風(fēng)對(duì)光伏電站的影響，往往會(huì)有兩種答案：“飛起來(lái)的”和“飛不起來(lái)的”。
陸冉告訴記者，這就要從光伏電站的建設(shè)方面說(shuō)起。光伏電站在前期調(diào)研階段，就需要對(duì)項(xiàng)目場(chǎng)址的土壤、氣象、環(huán)境、地質(zhì)構(gòu)造等因素進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)估。根據(jù)項(xiàng)目地點(diǎn)的地質(zhì)和構(gòu)造，電站選址應(yīng)盡量避開臺(tái)風(fēng)、龍卷風(fēng)等自然災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)。
江蘇協(xié)統(tǒng)新能源科技有限公司總經(jīng)理廖軍表示，光伏電站抗風(fēng)能力絕大部分由光伏支架所決定。理論上光伏支架的最大抗風(fēng)能力為216千米/小時(shí)，光伏跟蹤支架最大抗風(fēng)能力150千米/小時(shí)(大于13級(jí)臺(tái)風(fēng))。抵御臺(tái)風(fēng)，首先需要有很牢固的光伏支架。因此，光伏電站一定要加強(qiáng)地基、支架，同時(shí)要保證組件邊框強(qiáng)度。這就需要有針對(duì)性的選址設(shè)計(jì)，嚴(yán)控產(chǎn)品質(zhì)量，合理計(jì)算風(fēng)壓、雪壓等。
浙江、江蘇、上海等地分布式光伏發(fā)展迅猛，而這些地區(qū)又是我國(guó)臺(tái)風(fēng)頻發(fā)的地區(qū)。其中，浙江寧波的一些分布式光伏電站在抵御臺(tái)風(fēng)方面就積累了一些經(jīng)驗(yàn)。
據(jù)了解，2015年7月9日，超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“燦鴻”正面襲擊寧波，中心風(fēng)力達(dá)到17級(jí)。建于寧波錦浪新能源科技有限公司內(nèi)的廠房屋頂分布式光伏電站和車棚電站，以及4臺(tái)跟蹤式光伏電站正面接受了1天多時(shí)間的14～16級(jí)瞬時(shí)風(fēng)力的考驗(yàn)，在臺(tái)風(fēng)退去后，電站卻沒有絲毫受損。
記者了解到，該電站之所以能夠抵御臺(tái)風(fēng)侵襲，最重要的原因就是電站系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，嚴(yán)格參照沿海建筑物的抗風(fēng)抗震參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇具有較強(qiáng)耐壓能力的鍍鋅支架，在電池組件的設(shè)計(jì)和布陣上充分考慮了抗風(fēng)的卸風(fēng)口，并選用組串式光伏并網(wǎng)逆變器。
這個(gè)例子說(shuō)明，光伏電站是完全有能力抗住13級(jí)臺(tái)風(fēng)的。只要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，即使有強(qiáng)臺(tái)風(fēng)來(lái)襲，光伏電站也不會(huì)“飛上天”。
問題二：如何避免洪水浸泡？
目前東部地區(qū)光伏電站的發(fā)展速度非常快，然而每年到梅雨季節(jié)，東部地區(qū)暴雨和洪災(zāi)發(fā)生的幾率比較大。據(jù)了解，這些地區(qū)的光伏電站一旦遭受到水泡，除了部分光伏組件還能搶救回來(lái)，電氣設(shè)備基本報(bào)廢。
簡(jiǎn)單地想，要想避免洪水浸泡，提高光伏電站支架的高度就可以了。但實(shí)際上卻并非如此。單純?cè)黾又Ъ芨叨?，必定大幅增加成本，也?huì)增加電站的不穩(wěn)定性。況且極端天氣出現(xiàn)，從目前來(lái)看畢竟還是小概率的。因此，重中之重其實(shí)是選址。
陸冉告訴記者，要想既不提高成本，又能有效防御洪水的侵襲，選址設(shè)計(jì)階段的工作就凸顯重要了。首先在調(diào)研選址階段，就一定要考慮避免選用行洪區(qū)、滯洪區(qū)、泄洪區(qū)。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，如果光伏電站建設(shè)在屋頂，就需參照《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，并充分考慮屋頂固定荷重；若電站建在平地，要考慮到地理和地質(zhì)因素，如選址地形的朝向、坡度起伏程度、地質(zhì)災(zāi)害隱患、積水深度、洪水水位、排水條件等。另外，設(shè)備選型同樣很重要，如光伏電站的設(shè)備組件、逆變器、支架等。
“每年在南方一些地區(qū)的梅雨季節(jié)，由于降雨大且比較集中，一些光伏電站支架即使建得比較高、選址也很嚴(yán)格，但也難以避免大暴雨的侵襲。比如，漁光互補(bǔ)電站和水面電站是建立在水面之上的，大暴雨抬高水面，電池板將會(huì)損壞。這時(shí)如果能及時(shí)排出多余的雨水，就不會(huì)導(dǎo)致電池板的浸泡。因此，排水條件的考慮就很重要，目前最有效的辦法就是科學(xué)增設(shè)排水系統(tǒng)?！标懭綄?duì)記者補(bǔ)充說(shuō)道。
另外，記者還了解到，對(duì)于一般的斜屋頂家庭分布式光伏電站，由于自身的排水能力強(qiáng)，一般不會(huì)出現(xiàn)積水量過多的情況，暴雨帶來(lái)的影響可以忽略不計(jì)。但是平屋頂?shù)碾娬緞t因支架安裝相對(duì)較低，一旦遇到雨量過大的情況時(shí)，電池板就有可能被雨水浸泡。因此，為防止平屋頂積水過多，形成小池塘，可在暴雨來(lái)臨前增設(shè)一組排水系統(tǒng)，有效地進(jìn)行排水。
問題三：如何保證高效運(yùn)維？
陸冉告訴記者，在選址設(shè)計(jì)、施工環(huán)節(jié)把好關(guān)，固然對(duì)提升光伏電站抗擊各種自然災(zāi)害的能力十分重要，但是后期運(yùn)維對(duì)光伏電站防御自然災(zāi)害的作用也決不能忽略。現(xiàn)在一些地方新建的智能光伏電站一般就能實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)維。這主要是因?yàn)樵擃愋碗娬究梢詮臅r(shí)間、空間、設(shè)備多層面、多維度進(jìn)行監(jiān)控、運(yùn)維、管理、報(bào)警，便于從技術(shù)手段上預(yù)防自然災(zāi)害。
洪災(zāi)和水災(zāi)一般是我國(guó)中東部地區(qū)頻發(fā)的自然災(zāi)害，對(duì)光伏電站眾多的西部地區(qū)而言，最常見的自然災(zāi)害就是沙塵暴了。目前，青海格爾木的一些光伏電站在防御沙塵方面就取得了不錯(cuò)的效果。其中黃河水電公司格爾木20萬(wàn)千瓦智能光伏電站就是一個(gè)例子。
據(jù)了解，該電站之所以能長(zhǎng)期抵御沙塵的侵襲，主要是因?yàn)樵撝悄芄夥娬竞?jiǎn)化了系統(tǒng)組網(wǎng)，按照25年的系統(tǒng)可靠運(yùn)行免維護(hù)設(shè)計(jì)，逆變器采用IP65防護(hù)等級(jí)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部的環(huán)境隔離，使器件保持在穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境中，降低溫度、風(fēng)沙、鹽霧等外部環(huán)境對(duì)器件壽命的影響。同時(shí)，該電站還采用組串式逆變器，全密閉自然散熱，這樣能長(zhǎng)期抵御沙塵侵襲，不影響光伏電站的發(fā)電量和使用壽命。
很顯然，要確保光伏電站安全高效地運(yùn)行25年以上，組件質(zhì)量、前期設(shè)計(jì)、施工建設(shè)很關(guān)鍵。但近年來(lái)，一些地方的光伏電站建設(shè)存在偷工減料的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到光伏電站的安全運(yùn)行。目前光伏電站存在的問題主要集中在設(shè)備質(zhì)量、電站設(shè)計(jì)、電站施工等方面。
陸冉對(duì)記者說(shuō)，面對(duì)以上各種風(fēng)險(xiǎn)因素，現(xiàn)在新建的智能光伏電站要想實(shí)現(xiàn)真正的高效運(yùn)維，在建設(shè)之初就應(yīng)充分考慮各種風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。具體來(lái)說(shuō)，在光伏電站調(diào)研階段、設(shè)計(jì)階段、建設(shè)施工階段，都要采取相應(yīng)措施來(lái)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而保障光伏電站的安全無(wú)故障運(yùn)行。
