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行业动态

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铁门关夏季持续高温天气,光伏发电岂不是要起飞?

就说这高温天气把人逼疯到什么程度了。


有人甚至动了买太阳能的心思,来给自己家空调供电。



这种天气下,英国7月一天的太阳能发电量就达到了66.9吉瓦时,能满足全国8.6%的需求,德国那边据说还达到了太阳能发电量单日新高。


难道说,极端高温还真能“百害而有一利”?



BUT,非常抱歉,你可能想多了。


光伏发电,其实也怕高温!

太高温,光伏发电效率下降了


光伏发电的原理,本质上是利用光照射半导体产生的光伏效应(光生伏特效应),将光能直接转变为电能。


具体来说,就是通过将太阳光照射到P型半导体和N型半导体接触形成的PN结上,PN结吸收光子的能量后,激发电子和空穴(向相反方向移动),从而出现异号电荷积累形成正负两极,产生电压。


从这个角度来看,更多的光能确实能产生更多的电能。


BUT,高温不等于更多的光能(即使没有太阳光,环境温度也可能非常高)。


在夏天,逆变器的工作环境温度较高,所以逆变器一般会被安装在遮阳通风的高处,安装在室外的效率会降低。解决逆变器安装室外影响发电效率的方法就是在逆变器上做一个遮阳的盖子,并且要保持逆变器的通风。


另外,光伏组件会随着温度的升高,功率呈下降状态。也就是说,温度越高,光伏组件的输出功率会越低。


实际项目案例:


在一年的发电量参数中,5、6月份发电量最高,7、8月开始逐月下降。这是非常正常的现象。同理。在冬天,光伏组件的输出功率反而是比较高的。一个500W的组件在冬天的输出功率可以达到510W。


不仅如此,它还会严重影响半导体的工作效率。


受自身性质影响,半导体的温度稳定性极差,必须保持在20℃~30℃范围内才能正常工作,高温散热不及时的话,直接就烧坏断路了。



除此之外,高温还会产生热斑效应和PID效应等影响。


热斑效应,指串联支路中部分组件因某些原因被“遮蔽”,不仅无法产生电量,还会被当做负载消耗其他支路产生的能量。


一旦出现高温天,局部温度过高的情况就会被加剧,强化热斑效应,直接导致组件电池板老化、损坏的情况。


毕竟作为暴露在外界的“一大块板子”,光伏电池板不可避免会被污染,如出现鸟屎等。


放在平时,鸟屎也就是导致一个小电阻,但高温一出现,就会加剧它带来的影响,极易出现烧坏组件的情况。



除此之外,PID效应(电势诱导衰减)也会随着高温潮湿的环境加剧。


由于高温天气往往也伴随着潮湿,因此空气中的大量水蒸气,会通过封边硅胶或背板进入组件内部,从而导致组件内部大量电荷聚集在电池片表面,造成性能严重下降。




综合来看,光伏发电的适宜温度在25℃,温度太高反而影响发电。


此外,高温也可能对光伏电站各项设备造成更严重的影响。


01、高温对电缆及电气绝缘的影响


高温对绝缘材料的性能和寿命都有直接的负面影响。这种影响不仅体现在电机、变压器、电感等线圈的漆包线上,也体现在各种塑胶线等电线电缆上。实际上,无论是哪种材料,它们的耐受高温的能力都是有限的。


过高的工作温度会导致绝缘性能下降等问题,特别是在长时间使用中更加明显。这些问题如果严重的话,可能会引起绝缘崩溃,进而导致短路爆炸或火灾等安全事故的发生。因此,为了确保设备和人员的安全,必须采取有效措施防止高温对绝缘材料产生的负面影响。


02、高温对光伏连接器的影响


目前,在光伏发电组件及组件串之间的连接、汇流箱、逆变器等部件直流端连接方面,广泛采用了国际标准的MC4接插件。


MC4接插件作为一种单芯接插件,具有密封性好、接插方便、检修和维护方便等诸多优点。但同时也存在一些缺陷,比如它怕高温、易老化、怕雨水淋浸等问题。因此,在进行组件连接器的安装和使用过程中,需要注意避免阳光暴晒、高温、淋雨等情况,以免导致接头老化、内部接头和电缆锈蚀,从而增加接触电阻并甚至导致打火,从而降低系统效率或引起火灾事故。


因此为了确保MC4接插件的性能稳定和长期可靠地运行,在安装和使用过程中,需要注意对其进行恰当的保护和管理,防止出现潜在的负面影响。



03、高温对电缆及电气绝缘的影响


高温对绝缘材料的性能和寿命都有直接的负面影响。这种影响不仅体现在电机、变压器、电感等线圈的漆包线上,也体现在各种塑胶线等电线电缆上。实际上,无论是哪种材料,它们的耐受高温的能力都是有限的。


过高的工作温度会导致绝缘性能下降等问题,特别是在长时间使用中更加明显。这些问题如果严重的话,可能会引起绝缘崩溃,进而导致短路爆炸或火灾等安全事故的发生。因此,为了确保设备和人员的安全,必须采取有效措施防止高温对绝缘材料产生的负面影响。


在一个小规模的光伏发电站中,通常会有成百上千个连接器,而其中只要有一个连接器出现不良状况,就有可能造成严重的影响。


当连接器出现问题时,轻则会导致直流侧内阻增大,从而影响电站的发电效率;而重则可能因接触不良而导致连接器发热甚至烧毁,进而导致汇流箱和逆变器的烧毁。更加严重的情况是,这些问题可能会引发火灾,造成极大的财产损失和人身伤害。


因此,在进行连接器的设计、安装和维护时,需要特别注意避免这些潜在问题的发生。



04、高温季节光伏电站运维需注意的事情


由于光伏电站直流侧电压高、电流大,同时组串接头多且安装环境复杂,因此很多接头会暴露在阳光下或经受风吹雨淋,极易发生接触不良,甚至导致打火和燃烧等火灾隐患。夏季高温还会给光伏电站增添更多的不确定性隐患,从而可能增加电气故障和火灾的发生几率。因此,在日常运营中,必须贯彻“预防为主”的原则,采取有效措施来防范这些潜在的危险。



首先,要特别注意检查光伏组件、逆变器、变压器、电线电缆以及接头等设备和部位的通风和散热情况,以确保它们能够正常运行,并避免发生温度异常的问题。一旦出现异常情况,应立即停止运行并进行处理,以免造成重大事故的发生。



如果遇到光伏发电站电力设施起火的情况,首先需要关闭逆变器并切断交流电源,并尽快断开光伏组件串回路,以确保控制火势和保障消防灭火人员的安全。在进行灭火时,要注意穿戴绝缘鞋和绝缘手套,并遵守一定的距离要求,以免发生触电事故。对于10-35kV高压电器火灾,保持灭火器喷嘴与带电体的最小距离不应小于0.4-0.6m,并禁止使用水和泡沫灭火器。而在灭火工具方面,适当选择干粉灭火器、二氧化碳、1211、四氯化碳灭火器或干燥的沙土等比较有效的方案。


总结


夏季高温不仅会对人体造成不适,而且可能导致光伏电站发电量下降和出现一些不安全和不确定的故障隐患问题。因此,在夏季高温天气期间,必须采取以上一系列措施来保护光伏发电站的安全和稳定运行。