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太阳能光伏设备的运行维护和管理研究

2019-09-10吴菡

中国电气工程学报 2019年20期
关键词:光伏电站太阳能

吴菡

摘要:太阳能光伏电站在我国得到了广泛应用,有效实现了新能源开发。同时,光伏电站又受到多种因素的影响,运行管理中存在一些问题,必须要建立健全运行维护管理机制,以期提高太阳能光伏电站的运行效率。本文主要分析太阳能光伏设备的运行维护和管理研究

关键词:运行维护管理;太阳能;光伏电站

中图分类号:TM615 文献标识码:A

引言

太阳能光伏电站的建设是时代发展的必然选择,同时也是社会不断进步的题中应有之义,是我国基本国策的基本内涵。我国应该大力发展太阳能光伏设备的应用,促进太阳能光伏电站运行维护管理水平的提高。

1、太阳能的基本特征及光伏发电原理

太阳能电池本质上是一种半导体器件,是具有光电转化特性的器件,能够通过光伏发电的基本单位,将太阳能辐射直接转变成为直流电,直流电在部分工业使用当中就已经能够直接投入使用。而随着下一步分解操作,能够将直流电转化为交流电,就能够更为广泛的使用太阳能。太阳能电池能够利用人为技术在单晶硅当中加入部分导体元素,例如磷或是硼元素,使得材料当中的分子电荷出现永久性的不平衡,那么就会形成区别于一般材料的半导体材料。而随着阳光的照射,半导体当中自由电荷移动,这些电荷的自由移动并且逐渐积累,就形成了两端的电动势之差,人为让导体两端闭合,就会产生稳定的电流,这种现象被简称光伏效应。就目前来说,太阳能发电技术已经逐渐被大众所知晓,然而在实际生产应用当中的使用还是不够广泛,当前生产当中最常见的太阳能电池就是单晶硅太阳能电池,这种电池的主要结构是两层半导体材料,厚度与一般太阳能电池接近,大约为0.25mm。由于两种不同的半导体材料,形成正、负两个电荷集中区域。负区位于电池的上层,在这一层强迫渗透磷、硼等元素并与硅黏在一起。正区置于电池表层的下面,正负界面区域称为P-N结。制造电池时P-N结被赋予了恒定的物理特性。当阳光投射到电池内保持松散状态的电子时,这些靠近P-N结的电子将朝电池的表层流动,用金属线将太阳能电池的正伏级与伏载相连时,在外电路就形成了电流。每个太阳能电池基本单元P-N结处的电动势大约为0.5V,此电压值大小与电池片的尺寸无关。太阳能电池的输出电流受自身面积和日照强度的影响,面积较大的电池能够产生较强的电流。

2、光伏电站运行管理机制中存在的问题

2.1业主责任不明确,缺少必要的管理措施

在缺少相关的政策支持下,相关企业在业主不确定的情况下,没有对业主的相关责任进行落实,无法实现业主的责任问责。运维合同中往往对逆变器内部材料的责任不明确,且运维人员往往是综合性人员,对逆变器的了解认识不够,无法对突发问题进行分析处理。导致逆变器出保后运维人员无法对其维修。由于建筑的总承建商不是业主,只是负责电站的建设以及为期三年的售后,在日常管理中,只是临时性的管理以及维护工作,无法建设完善的管理运行网络,不能提供有效的管理,同时当地政府也不具有电站的管理权力。因此新能源场站以其点多面光的特点需要区别与火电的运行管理机制,光伏电站总承建商可以设立项目公司进行区域化统筹管理,落实各级责任制度,项目公司需配备电气一次、电气二次、通讯、光伏、各专业专项人才。或者新能源公司应寻找专业运维队伍进行电站维护,通过运维合同中条条细化,对管理责任进行明确。然而目前市面上专业运维队伍较少。

2.3光伏电站队伍质量不高

光伏电站虽然需要的运维人员较少,但对运维人员的素质要求很高,需要运维人员方方面面全精通,然而目前市场上运维队伍的素质不高,能达到知识面全覆盖,既懂运行又懂检修工作的运维少之又少。目前市场上专业运维队伍往往对逆变器内部故障无法有效的分析及处理。一旦出保或者逆变器厂家倒闭往往陷入束手无策。光伏电站的总承建商负责运维的培训工作,由于总承建商与电站运维之间的关系并不明确,因此,在运维的管理上存在不到位。电站运行过程中,缺少有效管理,存在总承建商无法具体考核到运维具体员工的情况,只能对运维合同进行考核。

3、太阳能光伏设备的运行维护举措

3.1优化设备技术文件管理机制

太阳能光伏发电站中相关设备的运行,与技术文件有直接关系,技术人员必须要对其进行优化,组建健全的技术文件数据库,只有充足的数据保障,才能够为技术人员提供支持,进而确保太阳能光伏设备的有效运行。

3.2以设备技术为基础完善档案

太阳能光伏发电站设备档案包括实际运行期间的图纸与验收文件等,例如设备的开关、指示说明以及运行原理及流程等,维护人员需要对这些资料进行完善,保证设备能够良好运行。

3.3组建设备信息化管理平台

通过组建计算机管理平台,可以获取完善的设备信息,为所有发电站提供充足的数据支持,建立数据库。设备运行期间所需要的信息是构建数据库核心内容,其中主要包括智能监控、告警服务、绩效分析、数据报表。智能监控通过对场站及设备状态的监控,直观展示场站系统效率,了解场站发电情况,对设备的运行状态进行实施监控,以便及时发现异常。绩效分析利用大数据分析对光伏电站电量损失进行分解,发掘可挽回的电量损失,如灰尘损失、阴影损失等,对于无法挽回的损失,如电站设计导致的先天缺陷可知道未来的电站设计。如某太阳能光伏设备运行期间出现故障,维护人员登录该管理平台,便可以了解到故障设备之前是否出现过问题,以此为依据判断原因,并且制定行之有效的解决对策[4]。

3.4建立设备运行档案

太阳能光伏发电站设备运行过程中,需要针对每一台设备建立完善的档案,只有如此才能够对设备实时运行状态进行分析,了解情况之后制定对应的维护方案。设备运行维护方案的制定与落实,可以说是设备管理的核心环节,直接关系到之后电力行业的发展。设备运行时,需要派专业维护人员对其运行状态与数据进行记录,每日的各个时间段组织测量工作,具体包括比较多,例如不同时间段设备的运行状态、故障检修效果与时间等。其中最需要关注子方阵电流、电压、蓄电池室实时温度、蓄电池充电状态下的电流与电压等的观测,针对影响太阳能光伏设备运行比较大的因素,都要将其归纳为档案重要内容。除此之外,电站内部的工作人员必须要在设备出现故障时马上进行检测,记录设备故障情况,与维修人员展开紧密合作,全面排除故障的同时,也要填写设备故障的运行维护记录,为之后维护工作提供参考。

4、太阳能光伏设备管理建议

4.1明确设备管理方案

太阳能光伏设备本身需要较大的投资,加上所处地理位置比较偏,所以其用户群体主要处于贫困地区,加上太阳能光伏设备刚刚开始普及时,企业对该项目并没有给予足够的重视,导致管理工作难度较大,直接影响到商业运行。针对这一类项目,做好太陽能光伏设备管理的同时,需要明确设备管理方案,一方面企业要有足够的经济实力,另一方面则要充分发挥政府优惠政策优势,积极参与到太阳能光伏发电设备研发中来,通过商业化管理模式实现设备质量的提升以及行业飞速发展。

4.2完善设备运行分析机制

太阳能光伏设备维护管理人员数量有限,能够熟练做好管理工作的人员是目前稀缺人员。所以,企业必须要培养设备维护与管理人才,针对现有员工要以提升专业水平为前提组织培训活动,此外还可以招聘专业性强、经验丰富的太阳能光伏设备维护、管理人才。除此之外,为了能够实现设备可靠运行,务必要构建完善的运行分析机制,由有关部门及工作人员按照故障情况,组织设备运行状况的分析,明确故障原因之后及时改进。通过这一制度一方面可以有效优化太阳能光伏设备项目,另一方面也为之后的相关工作提供参考,推动太阳能光伏设备发展。

结束语

在能源危机越来越严重的时代背景下,如何有效开发可再生资源成为当今社会的重要发展问题。太阳能作为一种比较重要的新型能源,在社会中得到了广泛重视和应用。太阳能光伏电站的建设是时代发展的必然选择。我国应该大力发展太阳能光伏设备的应用,促进太阳能光伏电站运行维护管理水平的提高。

参考文献

[1]高创造.太阳能光伏电站运行维护与管理的探讨[J].电子制作,2017(19):242.

[2]剧晶晶.我国太阳能光伏发电的可行性研究与展望[J].山东工业技术,2017,(14).

[3]王文军.太阳能光伏设备检验工作进行的过程中应当注意到的问题[J].城市建设理论研究(电子版),2017(5):266

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