光伏電站運維管理的分析與探討

北京市熱力工程設(shè)計有限責(zé)任公司 張 曄

改革開放以后我國經(jīng)濟(jì)成高速增長，對能源的消耗也日益加大，能源危機(jī)和生態(tài)環(huán)境污染問題隨之而來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的茅盾越發(fā)突出。我國積極采取了發(fā)展清潔能源的措施來減少對傳統(tǒng)能源的消耗，保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境。

1 太陽能光伏發(fā)電

光伏發(fā)電概念及原理：光伏發(fā)電就是利用半導(dǎo)體元件的光生伏特效應(yīng)原理將太陽光轉(zhuǎn)換為電能的一種技術(shù)。當(dāng)太陽光照射在金屬上時，所產(chǎn)生的能量能夠被金屬中的電子所吸收，當(dāng)電子吸收的量足夠充足時，就會在金屬內(nèi)部產(chǎn)生一定的動力并順利地分離，轉(zhuǎn)變成為光電子。通過研究發(fā)現(xiàn)，硅原子有四個外層的電子，可以在硅中摻入五個外層的電子如摻入磷原子，就會成為一種名為N 型的半導(dǎo)體；如果在硅當(dāng)中摻入三個外層電子如硼原子，就會成為一種名為p 的半導(dǎo)體。當(dāng)P 型半導(dǎo)體與N 型半導(dǎo)體融合在一起就會產(chǎn)生點勢差，形成太陽能電池。當(dāng)太陽光照射到P—N 結(jié)構(gòu)后就會形成電流，這就是光伏發(fā)電的原理。

光伏發(fā)電的優(yōu)點：太陽能發(fā)電的過程簡單，不需要外部的機(jī)械轉(zhuǎn)換來產(chǎn)生電能，也不需要燃燒一些傳統(tǒng)的燃料，所以不會造成大氣污染、也不會向空氣中排放溫室氣體，是一種清潔能源，同時也是一種可再生的能源，與核能、風(fēng)能一樣是我國未來清潔能源的重要組成部分。目前而言，太陽能發(fā)電技術(shù)與其他類型的發(fā)電技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)勢：太陽能發(fā)電技術(shù)應(yīng)用范圍比較廣，且具有取之不盡、用之不竭的特點；發(fā)電原理簡單，對資金的投入較小，可開發(fā)的潛力比較大；不使用任何的燃料，屬于清潔能源，不會造成大氣污染，也不會造成能源消耗；太陽能隨處可見，應(yīng)用范圍廣泛，只需要就地取材就可以；太陽能發(fā)電技術(shù)較穩(wěn)定，且使用壽命也較長；組裝簡單，便于運輸和安裝；太陽能發(fā)電技術(shù)比較成熟，建設(shè)周期也較短，對資金的要求不是很高；國家大力支持太陽能發(fā)電技術(shù)，能夠享受到國家一系列新能源的補(bǔ)貼政策[1]。

光伏發(fā)電的缺點：對氣候的依賴性較強(qiáng)。如地理位置不理想、全年太陽光照的時間較短，太陽能發(fā)電的效果就十分不理想，所以太陽能發(fā)電技術(shù)需充分考慮氣候資源和地理位置；太陽能發(fā)電具有間歇性的特點，因為能源主要依靠太陽能，所以在入夜后不能進(jìn)行發(fā)電，太陽能的應(yīng)用質(zhì)量也大打折扣，無法呈現(xiàn)出良好的發(fā)電效能和應(yīng)用效益；發(fā)電過程中主要依靠太陽能板，需占用很大的面積空間，浪費問題比較嚴(yán)重。此外因太陽能的密度較高，因此需進(jìn)行大面積的大規(guī)模的太陽板，才能使太陽能發(fā)電得到有效持續(xù)，但在發(fā)展過程中往往面臨較大資源浪費和造價升高等相關(guān)方面的問題，對其推廣造成很大限制；太陽能能量密度相對較高，在太陽能的轉(zhuǎn)化效率方面還需進(jìn)一步提升和完善，目前太陽能的電能應(yīng)用率、電能的綜合效能應(yīng)用效率不夠理想，不能充分滿足相對應(yīng)的電能發(fā)展需求和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，因此在實踐過程中需對其進(jìn)行不斷的優(yōu)化和完善，使各類問題得到切實的應(yīng)對和處理，這樣才能更充分的體現(xiàn)出應(yīng)有的資源應(yīng)用效果。

2 我國光伏電站運維管理現(xiàn)狀

2.1 管理體系不完善

在對太陽能發(fā)電站的管理過程中，由于太陽能發(fā)電的特殊性，在管理過程中也較復(fù)雜，涉及到很多方面的因素，對管理人員的專業(yè)素養(yǎng)和管理能力要求較高，目前我國很多光伏電站的服務(wù)配套管理體系還不是很健全，缺少科學(xué)規(guī)范的管理制度。另外不同地區(qū)的太陽能發(fā)電站的運營管理也不相同，加上很多太陽能發(fā)電站沒有制定科學(xué)的管理制度，已嚴(yán)重影響到太陽能發(fā)電站的持續(xù)平穩(wěn)運行。

此外，太陽能發(fā)電站的管理人員在管理構(gòu)成中權(quán)責(zé)不明確，工作積極性不高，在實際的操作過程中，并沒有嚴(yán)格按照太陽能發(fā)電站的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)有序操作，進(jìn)而在實際的運行管理過程中往往存在不同程度的問題或不足，因為管理體系不夠健全完善，導(dǎo)致各項工作推進(jìn)過程中往往無法形成規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的運行效果，在技術(shù)設(shè)施、設(shè)備、人力資源管理等方面往往也不能體現(xiàn)出良好的管理效果和應(yīng)用價值，這對于太陽能發(fā)電站的運行質(zhì)量、運行效率都會造成嚴(yán)重影響，甚至可能出現(xiàn)不同程度的安全事故，嚴(yán)重?fù)p害光伏電站的運維管理效能和綜合價值的體現(xiàn)。沒有嚴(yán)格遵守太陽能發(fā)電站的相關(guān)管理規(guī)定，即使在運行中發(fā)現(xiàn)問題，也沒有技術(shù)上報或解決，給太陽能發(fā)電站造成了嚴(yán)重的安全隱患，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 運行維修不充分

太陽能發(fā)電站在長期的運行過程中不可避免地會受到一些外部因素的影響，導(dǎo)致太陽能發(fā)電設(shè)備出現(xiàn)老化、磨損或是故障。加上很多地區(qū)的太陽能發(fā)電站的施工周期較短，在施工過程中存在很多缺陷，已影響到太陽能發(fā)電站的使用壽命。此外，在太陽能發(fā)電站的后期維護(hù)保養(yǎng)不到位，也是太陽能發(fā)電站中存在的嚴(yán)重問題之一[2]。很多地區(qū)的太陽能發(fā)電站在建設(shè)過程中盲目追求項目規(guī)模，但建設(shè)資金成本又十分有限，這就給太陽能發(fā)電站造成了嚴(yán)重的影響。加上企業(yè)在太陽能發(fā)電站后期的維護(hù)保養(yǎng)不到位，工作人員的專業(yè)素養(yǎng)不高，無法有效地對太陽能發(fā)電站進(jìn)行有效的維護(hù)保養(yǎng)，出現(xiàn)問題也無法第一時間進(jìn)行解決，給太陽能發(fā)電站的運行造成了嚴(yán)重的安全隱患。

2.3 國家政策的干預(yù)影響

隨著太陽能發(fā)電站施工原料價格不斷下滑，很多生產(chǎn)太陽能配件的廠家處于虧損的邊緣，有些配套廠家已經(jīng)破產(chǎn)。很多太陽能發(fā)電技術(shù)在民用領(lǐng)域應(yīng)用還不是很成熟，很多有實力的企業(yè)和投資者還處于觀望的態(tài)度，這也給太陽能發(fā)電配件連續(xù)下跌的主要原因之一。與此同時，企業(yè)獲得利潤的主要方式取決于國家政策補(bǔ)貼力度的大小，以及區(qū)域電價的高低，目前該類問題也比較嚴(yán)重。國家對于新能源的政策補(bǔ)貼并沒有切實有效的增加，因此在實際的發(fā)展過程中很可能出現(xiàn)不同程度的問題，資金供應(yīng)不夠充分，進(jìn)而限制了太陽能光伏發(fā)電站的順利進(jìn)行，運維管理工作也會受到巨大挑戰(zhàn)。

3 光伏電站的運維管理

目前我國大力扶持新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，太陽能發(fā)電技術(shù)經(jīng)過長時間的發(fā)展也十分成熟，在行業(yè)內(nèi)涌現(xiàn)出很多領(lǐng)軍企業(yè)。我國是世界上采用太陽能發(fā)電規(guī)模最大的國家，如何做好太陽能發(fā)電設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)工作，已經(jīng)成為擺在我國太陽能企業(yè)面前的一道難題。

在運營檢測方面，隨著大量太陽能企業(yè)的投產(chǎn)，導(dǎo)致對太陽能發(fā)電站后期的維護(hù)保養(yǎng)人員不足，很多運營維護(hù)保養(yǎng)人員缺乏實際維保經(jīng)驗。太陽能發(fā)電技術(shù)是一種新技術(shù)，歷史上沒有相關(guān)經(jīng)驗可以借鑒學(xué)習(xí)，特別是在一些沙漠地區(qū)建設(shè)的太陽能發(fā)電站，由于地理位置偏遠(yuǎn)，很多都處于大西北的荒漠地區(qū)，交通不便，而且電壓的等級也不穩(wěn)定，一般維持在35～110kV 之間。

在電站建設(shè)方面，太陽能發(fā)電站受到國家政策的影響，很多項目建設(shè)的周期都較短，給太陽能發(fā)電站的質(zhì)量帶來一定影響。因為太陽能發(fā)電站的建設(shè)時間短，在設(shè)備的安裝、調(diào)試等方面控制的十分不理想，隨著太陽能發(fā)電站工作時間的增加，安全隱患逐漸暴露出來，而且越來越嚴(yán)重，所以還需要加強(qiáng)對太陽能發(fā)電站的維護(hù)保養(yǎng)工作。

建立健全的規(guī)章制度。在建立健全太陽能發(fā)電站管理制度的過程中，要遵守我國的法律法規(guī)，同時還要遵循電力部門的相關(guān)規(guī)范，然后結(jié)合太陽能發(fā)電站的實際工作需要，以保證太陽能發(fā)電站平穩(wěn)有效運行為主要目標(biāo)建設(shè)相關(guān)的規(guī)章制度。另外，在建設(shè)太陽能發(fā)電站規(guī)章制度的過程中，還要加強(qiáng)對其監(jiān)督的力度，提高監(jiān)督水平，以此來保證規(guī)章制定的有效落實。在實際的工作過程中，要結(jié)合太陽能發(fā)電站的特點設(shè)置相關(guān)維護(hù)管理人員，加強(qiáng)對維護(hù)管理人員的培訓(xùn)工作，提高維護(hù)保養(yǎng)人員的專業(yè)技術(shù)水平，制定相關(guān)的責(zé)任制度，明確權(quán)責(zé)，制定專人負(fù)責(zé)的制度[3]。

建立日常運維檔案，重視運維分析。要建立健全相關(guān)的檔案制度，檔案中要包含太陽能發(fā)電閘的各項設(shè)備及相關(guān)的數(shù)據(jù)，即要包含技術(shù)層面的內(nèi)容，如電站的故障排查、設(shè)備的安裝與調(diào)試，以及相關(guān)的檢測數(shù)據(jù)等內(nèi)容，這些內(nèi)容都需要在檔案中充分體現(xiàn)出來。如果太陽能發(fā)電站一旦發(fā)生異常情況，要根據(jù)故障情況及時查找相關(guān)原因、及時解決問題，并做好相關(guān)的維修記錄，以便于日后維護(hù)保養(yǎng)人員對重點部位進(jìn)行有效的檢測。此外還需做好相關(guān)資源的整理和保管工作，以備不時之需。

提高設(shè)備管理人員水平。最直接、最有效的方式是通過培訓(xùn)方式來提高設(shè)備管理人員的專業(yè)素養(yǎng)和工作能力。對于培訓(xùn)可采取以下方式展開：由相關(guān)維護(hù)保養(yǎng)人員到設(shè)備生產(chǎn)廠家進(jìn)行培訓(xùn)；學(xué)習(xí)太陽能發(fā)電技術(shù)的理論知識；由太陽能發(fā)電廠的生產(chǎn)廠家來實際工作地點進(jìn)行培訓(xùn)；集中電站方面知識的培訓(xùn)。電站設(shè)備作為發(fā)電設(shè)備的重要組成部分，決定著電站的穩(wěn)定性和安全性。設(shè)備在使用過程中不可避免地會出現(xiàn)一些磨損、老化和損壞的情況，導(dǎo)致電站的性能受到一定的影響。此時就需對設(shè)備進(jìn)行及時的維修和更換，保證電站的平穩(wěn)運行。