在各項政策大力支持下,光伏電站建設如火如荼,安全問題是首要任務。報告表明,連接器損壞和燒損是造成發電量收益損失的電站TOP20技術失效風險中的第二位。
基于“雙碳目標”的政策下,預計今后五年,我國光伏發電裝機容量將達到每年62-68GW,到2025年,中國的光伏電站累計裝機容量將達到561GW。
不出所料,不管是地面電站,還是分布式電站,光伏裝機量將進入大規模增長階段,但伴隨著“安全問題”的出現,引起了業界的關注和重視。
安全性是光伏電站的生命線,也是獲得投資回報的根本。無論是地面、山丘、屋頂還是其他光伏電站,“安全”都是一個原則問題。
1、光伏電站暗藏三個事故“隱患”
①光伏組件連接器,通常被稱為直流連接器。隨著元件功率的增加,電流也將隨之增加,在這種情況下,組件連接器的發熱情況越來越多,從而形成火災隱患。所以組件的連接件是組件直流側環節中最易著火的部位之一。
②直流匯流箱。DC匯流箱中有一排密密麻麻的電線和電器,加上一個封閉的金屬箱,在密封結構環境中,電器和接合點在箱體內的熱量會比較高,并且不容易散熱,長期運行時,造成電器發熱、跳閘等,成為安全隱患。
③中高壓電纜接頭。其中35kV中壓電氣系統和110kV/220kV高壓升壓系統廣泛使用,中高壓產品電壓等級較高,電纜附件產品易出現局放、擊穿等問題,因此,這也是光伏電站事故的隱患之一。
2、連接器Top20技術故障排名第二
通過對上述三個原因的分析,可以看出連接器帶來的安全隱患不容忽視!不然,后期還會出現接頭著火、燒斷、接線盒故障、元件漏電、部件損壞等事故。
由歐盟Horizon2020項目“SolarBankability”項目小組發布的報告表明,由于電站的TOP20技術失效而造成的電力和電力收益損失,連接器損壞和燒壞排名第二。
3、連接器為何重要?
①應用量大。對于光伏系統,從組件、逆變器到工程現場,都要使用連接器。1MW光伏系統,根據所使用的組件功率,大概將使用2000~3000套連接器。
②高潛在的危險。每套連接器都有3個風險點(接線位置、正、負電極與電纜的壓接部位),也就是1MW系統的連接器,可產生6000~9000個風險點。對于通流情況,連接器的接觸電阻會增大,使溫升增大,如果超過塑料外殼和金屬部件能夠承受的溫度范圍,則連接器極容易失效,甚至引發火災。
③難于現場操作?,F行監控軟件,多數只能監視到組串級。對特定故障組,仍需進行現場排檢。這就是說,如果連接器有問題,必須逐一檢查。但對工商業電站(彩鋼瓦屋面)而言,操作比較困難,工人需要爬上屋頂,再用人工將電池板掀開,費時費力。
④電量損失大。連接器本身不產生能量,而是能量的傳遞者。在能量傳遞過程中,必然存在損耗。若按市場上連接器的平均接觸電阻計算,一個50MW電站在25年運營期間會因連接器的電力損耗約212萬度。
在政策的推動下,光伏電站建設全面展開,碳中和及碳達峰目標有望實現,但這一切的前提必須是安全。連接器企業也需要針對安全問題提出創新的解決方案,讓光伏電站在運行過程中減少安全事故的發生,也讓我們的碳中和道路走得更穩、更踏實。