光伏發(fā)電系統(tǒng)運維問題分析與優(yōu)化策略研究

郭玲玲

(恩施職業(yè)技術(shù)學院，湖北 恩施 445000)

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對于能源的要求越來越高，特別是在電力能源方面的使用需求更是與日俱增。在我國，大部分發(fā)電廠均為火力發(fā)電，在有效滿足人們電力使用需求的同時給環(huán)境造成了非常嚴重的污染，因此國家開始大力開發(fā)并利用清潔型能源，同時這種方式在各種能源緊缺的狀態(tài)下已經(jīng)漸漸成為世界爭相研究的重點項目。在此背景下，太陽能是一種污染程度極低且近乎取之不盡的能源，因此光伏電站的發(fā)展受到了我國的高度重視。

1 光伏發(fā)電概述

1.1 太陽能利用

面對各項能源的緊缺現(xiàn)狀，對可再生能源進行開發(fā)和利用正在成為世界范圍內(nèi)的重點研究內(nèi)容。我國在各項能源方面的主要工作即是加強能源結(jié)構(gòu)的科學調(diào)整，持續(xù)強化對綠色能源的應用。在這樣的背景下，太陽能受到了社會公眾的關(guān)注，長期以來的探究實踐活動證明了該技術(shù)切實可行且行之有效。

1.2 光伏電站

當前階段的光伏電站屬于一種使用太陽能資源的方式，利用現(xiàn)代化集成的特殊材料組裝成太陽能發(fā)電系統(tǒng)，同時和其他類型的電網(wǎng)進行連接，構(gòu)成更加完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)。太陽能光伏發(fā)電站一般由兩種建設(shè)模式，即并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和獨立發(fā)電系統(tǒng)，利用太陽能進行發(fā)電的方式主要有光伏發(fā)電模式和光熱發(fā)電模式。

1.3 光伏電站的主要組成部分

一般情況下，光伏電站中的發(fā)電系統(tǒng)是由蓄電池組、太陽能電池矩陣、逆變器設(shè)備、控制設(shè)備以及太陽能跟蹤設(shè)備組成。

2 光伏電站運維管理現(xiàn)狀

對我國而言，光伏電站的項目開發(fā)一直享受政府的財政補貼，建設(shè)單位和項目開發(fā)急于爭搶工期，促進利益的最大化，造成一部分的電站質(zhì)量和使用安全性不能得到保障，一部分單位缺少足夠?qū)I(yè)的技術(shù)人員進行設(shè)備的安裝，并且企業(yè)中的采購人員也對發(fā)電設(shè)備的具體情況不甚了解，使得采購的發(fā)電設(shè)備不符合國家制定的發(fā)電標準，這也是造成安全事故頻發(fā)的主要原因之一。

總的來說，我國當前階段的光伏發(fā)電站共經(jīng)歷了4個不同的發(fā)展階段：(1)建設(shè)初期和發(fā)展初期，規(guī)模小，不需要過多的維護工作；(2)光伏發(fā)電站全面建設(shè)的力度加大，但是電站的建設(shè)質(zhì)量普遍不高，存在較多的安全隱患，這時候就需要定期開展維修和維護工作，以保證發(fā)電設(shè)備的安全性和可靠性；(3)在十二五規(guī)劃的后期階段，政府相關(guān)部門開始關(guān)注發(fā)電站的運行成本，社會公眾對于光伏發(fā)電站的認知變得更加清晰；(4)十三五規(guī)劃制定的未來階段發(fā)展方向要求朝著智能化和標準化發(fā)展。

3 光伏電站在運維管理中的問題

3.1 運行維修方面問題

光伏發(fā)電站的建設(shè)工作，因為光伏電站的電價會受到政策的影響，大部分的發(fā)電站工程總體建設(shè)時間較短，發(fā)電站的建設(shè)和設(shè)計等諸多環(huán)節(jié)的工作無法得到更加科學有效的管控，對電站在日后階段的運行和發(fā)展造成不利影響。隨著電站的不斷發(fā)展和壯大，這方面的矛盾會表現(xiàn)得更加突出。與此同時，發(fā)電站需要在短時間內(nèi)進行持續(xù)作業(yè)，大部分的電站運維工作人員不具備足夠的工作經(jīng)驗，專業(yè)的人員配備數(shù)量嚴重不足，這些情況造成了發(fā)電站運行不流暢的問題發(fā)生。在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，太陽能光伏發(fā)電站屬于新興發(fā)電模式，工作人員的工作經(jīng)驗顯得非常重要，因此需要定期對員工進行知識科普并且督促員工展開自我學習[1]。

大規(guī)模的荒漠化并網(wǎng)光伏發(fā)電站一般都建設(shè)在比較偏遠的地區(qū)，一部分發(fā)電站更是建設(shè)在我國西部區(qū)域中的荒漠戈壁地區(qū)，那里的交通非常不便，對于電壓的要求等級也比較高，這就給光伏發(fā)電站的故障維修和運行維護工作帶來了更大的困難。但是專業(yè)的發(fā)電站運維工作人員一直處于緊缺狀態(tài)，并且這方面的交流和學習機會又比較少，所以大部分的廠家事故處理所需要的時間周期都比較長，造成非常大的經(jīng)濟損失。

3.2 光伏電站的自身限制因素

科學技術(shù)往往伴隨著時間的推移不斷發(fā)展進步，因為光伏發(fā)電組件使用的原材料銷售價格在不斷下降，所以固有的電子及組件生產(chǎn)商在近幾年來呈持續(xù)虧損狀態(tài)。有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，已經(jīng)有近1/3的設(shè)備組件生產(chǎn)商接近停產(chǎn)狀態(tài)。在這樣的情況下，光伏發(fā)電站對于配件的需求變得更加難以滿足，因此需要國家政府對其進行經(jīng)濟補貼，保證其能夠正常平穩(wěn)地發(fā)展下去，在上述過程中還需要保證電價的平穩(wěn)。國家統(tǒng)一分布的電力項目標價具有一定的不確定性，同時還有和國家財政方面的關(guān)聯(lián)，這些因素均會給電站投資者帶來不確定性。

3.3 光伏電站的后期運營

太陽能發(fā)電是一項新興能源產(chǎn)業(yè)，伴隨著其發(fā)展規(guī)模的壯大，若一味追求發(fā)展速度，會在一定程度上忽視太陽能發(fā)電站后期階段的維護和管理，尤其是站點建設(shè)前期階段，設(shè)計、施工的質(zhì)量，均會對發(fā)電站的正常運作造成一定程度的影響，再加上對光伏發(fā)電站的維護、運行需求的考慮不夠充分，使得太陽能發(fā)電站內(nèi)的各項基礎(chǔ)設(shè)施均缺少足夠的應對緊急情況的能力。與此同時，由于光伏發(fā)電站工作人員素質(zhì)參差不齊，缺少足夠?qū)I(yè)的安全操作培訓和設(shè)定預案措施的工作經(jīng)驗，站內(nèi)的運維工作方式不專業(yè)、不科學、不成熟也造成了發(fā)電站的運維管理工作效果欠佳，長期發(fā)展下去，會對發(fā)電站的投資人和發(fā)電站當?shù)卣斐梢欢ǔ潭鹊慕?jīng)濟損失[2]。

4 光伏發(fā)電系統(tǒng)運維問題的優(yōu)化策略

4.1 建立健全光伏電站運維管理制度

從我國相關(guān)的行業(yè)規(guī)范和法律法規(guī)角度出發(fā)，充分結(jié)合發(fā)電站自身的各項實際情況，構(gòu)建符合自身發(fā)展需要的運維管理制度。在該制度中需要包括：發(fā)電站維護和運行方面的具體操作規(guī)程，生產(chǎn)事故的應對方案，安全生產(chǎn)制度，工作情況調(diào)查制度等。在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，還需要構(gòu)建科學的運維管理制度，用于進一步明確生產(chǎn)機構(gòu)中各個負責人的自身崗位職責，有效加強維護人員和責任人的工作意識和責任意識，保證工作的嚴謹性。

4.2 建立光伏電站設(shè)備技術(shù)檔案

通常情況下，發(fā)電設(shè)備的技術(shù)檔案由兩部分構(gòu)成，一部分是設(shè)備自身的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，分別為技術(shù)參數(shù)、設(shè)備型號、電氣原理、工作原理、使用注意事項、操作步驟說明、故障處理方案等；第二部分是發(fā)電設(shè)備的日常維護和定期檢修記錄，這需要安排固定的工作人員對設(shè)備進行檢查記錄，針對已經(jīng)發(fā)生的事故做出詳細的內(nèi)容梳理和對應的處理方案，進而找到更好的處理方式，為光伏發(fā)電站中的設(shè)備改進提供更加有力的數(shù)據(jù)依據(jù)，進一步推動光伏發(fā)電技術(shù)在我國的可持續(xù)發(fā)展[3]。

4.3 加強細節(jié)問題維護

需要提升發(fā)電站運行維護的工作水平，保證太陽能光伏發(fā)電站在其建設(shè)過程中能夠取得一定的成效，并且還需要嚴格注意下述幾項問題：(1)設(shè)備中的組件朝向問題，需要抱枕組件的朝向呈一定的向南傾角進行鋪設(shè)工作；(2)防遮擋問題，需要將設(shè)備鋪放在比較開闊的地方，也可以鋪設(shè)在房屋建筑的頂層，用以防止陽光被遮擋；(3)保證光伏電組件足夠清潔，針對不同的設(shè)備運行環(huán)境來敲定設(shè)備的具體清潔方案和對應的清潔周期[4]。在對設(shè)備進行清潔的過程中，需要盡可能避免踩踏設(shè)備面板，使用更加科學的清潔方式進行去污工作，在清潔的過程中需要時刻注意保護光伏組件；(4)完善發(fā)電設(shè)備組件及檢修工作，開展定期的檢修活動，因為光伏發(fā)電站需要常備一些比較容易發(fā)生損壞現(xiàn)象的設(shè)備部件，所以需要對破損部件進行及時的更換，保證組件的工作效率。

5 結(jié)語

綜上所述，當今世界工業(yè)化發(fā)展進程不斷加快，非可再生能源的日趨衰減，環(huán)境污染問題嚴重。近幾年來，我國有針對性地提出了多項與環(huán)境治理息息相關(guān)的政策法規(guī)，使環(huán)保力度得到了一定程度的增強，尤其是對新型無污染能源的開發(fā)和使用，既符合當前社會發(fā)展的要求，同時又有利于我國的社會主義國家建設(shè)，是一項非常重要的建設(shè)工作。