漁光互補(bǔ)光伏電站防雷接地技術(shù)的探討

漁光互補(bǔ)光伏電站防雷接地技術(shù)的探討摘要：近年來，隨著我國環(huán)保發(fā)電技術(shù)的持續(xù)推廣，漁光互補(bǔ)型光伏發(fā)電站已向全國各地全面覆蓋。漁光互補(bǔ)型發(fā)電站既解決了光伏發(fā)電占用土地資源的問題，又提高了閑置水域的綜合利用率。在環(huán)保與經(jīng)濟(jì)開發(fā)方面得到了雙倍效益。但當(dāng)前我國漁光互補(bǔ)型的光伏發(fā)電站存在一嚴(yán)重隱患，即雷擊事件頻發(fā)。因此，本文主要針對(duì)現(xiàn)流行的光伏電站的安裝方式與整體架構(gòu)，對(duì)防雷接地技術(shù)展開探究，提出一系列有效的防雷措施。關(guān)鍵詞：漁光互補(bǔ)；光伏發(fā)電；防雷接地技術(shù)；探討研究0引言現(xiàn)如今，清潔能源的開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)推廣到全球。自十二五規(guī)劃以來，作為清潔能源之一的光伏發(fā)電技術(shù)也在我國生根發(fā)芽，并得到了廣泛地推廣與發(fā)展。光伏發(fā)電能夠得到重視的主要原因除了自身的發(fā)電優(yōu)勢(shì)以外，還有一點(diǎn)重要原因就是陸地太陽能發(fā)電占用的土地資源呈現(xiàn)飽和，但國內(nèi)對(duì)清潔能源的使用需求仍在不斷增長。這時(shí)可借助水面的光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其創(chuàng)新性與科學(xué)性也是在我國得以大力發(fā)展的重要原因之一。比如本文重點(diǎn)提到的漁光互補(bǔ)光伏電站，就是結(jié)合水下魚類養(yǎng)殖、水上光伏發(fā)電于一體，真正實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益有機(jī)結(jié)合。既供給清潔能源，又合理利用了湖泊等水面資源。在水面上建設(shè)發(fā)電站可以確保周圍無遮擋物，同時(shí)水體的冷卻效果也對(duì)電站日常維護(hù)起到了一定輔助作用，清潔用水也更加方便。但建立在水面上的漁光互補(bǔ)光伏電站還是存在著一定隱患，比如受水面影響，電站較容易受到雷雨大風(fēng)等極端天氣的破壞。在電站損傷后，人工維護(hù)工作的開展也比陸地電站較為困難、復(fù)雜。因此，想要充分發(fā)揮出漁光互補(bǔ)型光伏發(fā)電的優(yōu)勢(shì)，就必須創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加強(qiáng)設(shè)備安全防護(hù)、保持電站定期檢修。1雷電對(duì)光伏電站的破壞與影響1.1破壞太陽能組件太陽能電池的原材料是硅的半導(dǎo)體材料，雷電直擊會(huì)破壞硅材料與體內(nèi)的PN結(jié)，對(duì)電池片的PN結(jié)晶體場(chǎng)造成損害，進(jìn)而導(dǎo)致電池PN結(jié)出現(xiàn)破損。這樣一來，就容易使得雜質(zhì)進(jìn)入，縮短半導(dǎo)體的使用壽命，進(jìn)而影響到整改太陽能組件的使用。1.2破壞太陽能背板實(shí)際上，太陽能背板主要是由聚酯薄膜構(gòu)成的，其主要作用是保護(hù)和支撐太陽能電池板，能夠阻絕水蒸氣、阻絕燃燒，具有耐高溫、電氣絕緣、持久穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。但在雷擊時(shí)，雷電所帶來的高溫高壓足夠破壞太陽能組件，使得太陽能背板發(fā)生變形、破層甚至擊穿的現(xiàn)象，并且，高溫高壓還會(huì)迫使串聯(lián)并聯(lián)電池串的焊接出現(xiàn)破落甚至開焊，重則還會(huì)導(dǎo)致電路板短路，影響使用。除此之外，由于漁光互補(bǔ)光伏電站中的光伏組件構(gòu)件與變壓系統(tǒng)都建設(shè)在水面與周邊，而水體以及附近的空氣濕度較大，感應(yīng)過電壓的幾率也會(huì)增加，進(jìn)而導(dǎo)致受雷擊的可能性與距離水體距離呈階梯式上升?，F(xiàn)階段我國漁光互補(bǔ)光伏電站的防雷接地技術(shù)仍是參考傳統(tǒng)地面式防雷技術(shù)要點(diǎn)，并未結(jié)合水面的實(shí)際情況，存在較多漏洞與不足。2漁光互補(bǔ)光伏電站的防雷技術(shù)要點(diǎn)2.1等電位的連接重點(diǎn)需要確保光伏組件的金屬支架部分互聯(lián)互通，能夠形成一個(gè)完好的電氣回路，實(shí)現(xiàn)邊框等位置的等電位連接。其次，還可以使用金屬支架充當(dāng)接地的連接，而在光伏組件連接中，接地點(diǎn)與接地網(wǎng)必須保證的連接點(diǎn)大于2點(diǎn)，且接地接頭必須經(jīng)過鍍錫處理，不可出現(xiàn)由于未經(jīng)過鍍錫處理而出現(xiàn)氧化斷裂的現(xiàn)象。2.2光伏支架的檢查需要對(duì)光伏電站的排列陣列區(qū)域內(nèi)的支架進(jìn)行接地測(cè)試，重點(diǎn)核查焊接口的焊接質(zhì)量，同時(shí)注意焊接點(diǎn)的耐氧化、防腐處理的情況，進(jìn)而保證接地極的施工質(zhì)量良好與使用壽命長久。并且，光伏支架的接地電阻不得超過4Ω，需要定時(shí)定期排查。2.3“避雷針”防雷整理近幾年的光伏電站電擊報(bào)告，得出雷電一般不會(huì)直擊到太陽能組件上的結(jié)論。因此，為節(jié)約成本、降低維修消耗，不在光伏陣列中設(shè)置雷電保護(hù)裝置是可行的。但是，漁光互補(bǔ)光伏電站還是需要采取讓雷電安全快速地流入地面的防雷措施，比如設(shè)置避雷針。第一步是需要利用“滾球法”計(jì)算出避雷針保護(hù)范圍。第二步是設(shè)定自動(dòng)可升降的避雷針控制系統(tǒng)，當(dāng)天氣晴朗時(shí)將避雷針收避于陣列中，減少避雷針對(duì)于光伏發(fā)電的影響。當(dāng)雷雨大風(fēng)等極端天氣時(shí)，經(jīng)過電腦分析預(yù)警后，系統(tǒng)自動(dòng)上升避雷針以保護(hù)光伏陣列。但“避雷針”式的防雷技術(shù)仍處于研究試驗(yàn)階段，相應(yīng)技術(shù)仍不成熟且制作成本較高，未得到進(jìn)一步的推廣。2.4電涌保護(hù)器的安裝上文提過，光伏電站極易遭受到感應(yīng)雷的破壞。當(dāng)前我國普遍使用電涌保護(hù)器，安裝上電涌保護(hù)器能夠降低感應(yīng)雷雷擊后的電壓。研究表明，在匯流箱與逆轉(zhuǎn)器一側(cè)添加電涌保護(hù)器加強(qiáng)保護(hù)時(shí)，光伏陣列的過電壓概率較高；而在此添加兩組時(shí)，過電壓概率則會(huì)明顯下降。證實(shí)加裝電涌保護(hù)器有利于電站防雷。3結(jié)束語由于漁光互補(bǔ)型光伏電站仍處于初步發(fā)展的階段，國家也未曾出臺(tái)相關(guān)的制度標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致我國現(xiàn)今的防雷等保護(hù)技術(shù)還不成熟，無法確保雷擊后太陽能板不受破壞、電站能夠正常運(yùn)行。由此可見，防雷接地技術(shù)的發(fā)展與完善是迫在眉睫的任務(wù)。需要結(jié)合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)、天氣情況設(shè)計(jì)出最適宜的防雷設(shè)計(jì)，進(jìn)而充分發(fā)揮出漁光互補(bǔ)光伏電站的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)：張剛剛，集中式并網(wǎng)光伏電站防雷與接地技術(shù)研究與應(yīng)用，《電子