基于光伏发电系统的运行维护分析

李赵磊

【摘要】利用太阳能进行发电，已经成为目前主要光伏发电方法，另外在当前主要发电领域研究中，太阳能半导体材料的制造和使用，也对光伏法定系统的结构产生重要的作用。本文主要阐述了光伏发电系统的运行维护相关内容。

【关键词】光伏;发电系统;运行维护

1光伏发电系统的组成与原理

光伏发电系统要实现光能到电能的转变，通常包含了蓄电池、光伏方阵、控制器、逆变器、配电柜与太阳光跟踪系统等部分，其中还包含用来聚光的反射镜与聚光透镜。光伏方阵采用光伏模板组成特定形式实现对光能信号的捕捉与积累，在光生伏特效应下，实现在蓄电池两端电荷的累计，形成的电荷在电池两端形成了电动势，完成光能到电能的转变。蓄电池可以实现电能的储存与放电，其中为防止电能储存过多或放电严重的情况，一般添加控制器，控制器保护蓄电池的充放电过程，可以对蓄电池的寿命起到延长的作用。要实现直流电到交流电的转变往往需要添加逆变器，逆变器按应用要求不同常分为正弦逆变器与方波逆变器两种，前者应用范围广，但是成本相对的较高。太阳光跟踪系统可以捕捉太阳光的变化，实现随太阳光转动的目的，保证发电效率的最大化。

2光伏系统中光伏组件的运行和维护

2.1光伏组件的清洗问题

经过长时间的使用，光伏发电系统中的组件和结构，会造成许多灰尘的积累，这就要求定期对光伏组件进行清洁和整理，确保光伏组件和结构干净。由于积累的灰尘会对光伏电站的运行产生巨大的影响，并且灰尘的出现，不仅会阻挡光伏组件吸收太阳能，同时也能阻碍热量传导的进行。如果不及时清理太阳能电池板表面灰尘，会随着不断增加的灰尘，造成太阳能电池板的燃烧。这是由于灰尘具有很低的导热系数，大量的灰尘会增加太阳能电池板的热量，就会出现自燃情况。这就会对光伏组件造成损害，增加危险的发生概率，同时造成严重的经济浪费，对于光伏组件的清洗工作，要定期并且仔细全面地进行。在我国当前对光伏组件清洗过程中，有四种作为主要的清洗方法：1）通过人工清洗，工作人员使用长距离的拖布，使用洗尘剂能够有效地清除灰尘。利用拖布与光电组件表面进行摩擦，能够出现静电现象，将表面的灰尘和杂质清除干净。但是也会对组件产生压力，从而使组件出现弯曲或损坏，而且也会对收集太陽能产生阻碍，出现的大面积遮盖区域，会降低组件对阳光的吸收。2）人工水洗方法，使用小于0.4MPa压力水管，对准组件进行清洗，能够有效避免人工清洗对组件产生的伤害。这种方法的优点是能够有效清除组件表面的灰尘，同时也能减少由于遮盖区域，造成太阳能吸收少的问题。3）使用专业的工程清洗车，在维护工程中，可以购买或者租赁使用。4）使用机器人进行清理工作，不仅可以对组件表面的灰尘和杂质进行清理，同时能够根据天气的变化，例如雪天情况，实现快速全面的清理工作。在人工智能的控制下，不仅可以降低运行成本，同时能够不间断地进行工作。但是出现的主要缺点，会由于组件边缘，对机器人产生阻碍。

1.2光伏组件的定期检查

作为光伏系统中核心结构，要定期对光伏组件进行检查。由于光伏组件是由玻璃组成的，对损害的玻璃及时的更换和处理，能够确保系统运行稳定。也可以根据其颜色的变化、线盒完整和变形情况做出判断。

3光伏系统中蓄电池的运行和维护

在光伏系统运行中，将收集的太阳能进行电能转换，并储存在蓄电池当中。通过对太阳能辐射能的收集，并转换成电能后，能够在蓄电池中有效地保存。由于蓄电池需要合理的温度控制，通常将温度控制在5～25℃之间。如果周围温度超过控制范围，采取通风对温度进行控制;如果周围温度处在很低的环境中，要对其进行保温处理。由于蓄电池重要的储存功能，对光伏系统的运行起到稳定作用，所以要密切关注蓄电池情况。在目前的光伏系统中，使用阀控式密封铅酸蓄电池，作为主要储存电能工具。其特点是不需要过多的维护工作，但是需要定期的清理，控制好室内温度。工作人员要密切观察蓄电池工作情况，当经过长时间的使用后，系统会产生大量的负荷，蓄电池的电流会不断地释放，这就要观察其端子和外壳情况，如果出现过热痕迹，就需要进行及时的处理。在定期检测蓄电池过程中，检查螺丝有无松动情况，同时检测其电能输出能力，并对上述问题进行更换和处理。工作人员在进行操作过程中，要穿戴好防电用品，保护自身安全。蓄电池通常会出现漏液情况，这作为主要的问题被广泛地涉及，当蓄电池外形发生变化时，要及时处理此类问题，通过详细的检查，能够对发生的问题进行解决，防止问题不断扩大。

4光伏系统中控制器和逆变器的运行和维护

在光伏系统组成结构中，控制器和逆变器作为重要的设备需要维护，同时要根据以下问题进行维护：1）要有明显的警示标志出现在控制器上。2）定期检查控制器间，起到连接作用的接线端，出现生锈或腐蚀情况应立即处理;3）在控制器中，要求高压熔丝具有规定要求的标准。4）在控制器内，出现直流输出电力时，能够使母线的正负极对接，并且要有2Ω绝缘电阻使用。在对逆变器进行维护过程中，要保持连接的完整程度，同时对结构中出现的灰尘、锈迹和腐蚀等情况，及时进行处理。如果遇到特殊天气造成温度的变化，也要有相应的应对措施，并保持警示标志的完整性和清晰程度。5）如果遇到逆变器工作停止，但是还没有找到对应的原因时，要对设备进行拍照和记录，通过与厂家的沟通完成修理工作。另外，要保持逆变器的清洁程度，对不同接线端的情况进行处理，同时控制好温度，确保逆变器运行稳定。

5热斑现象的产生和避免

在对太阳能电池长期的维护过程中发现，在特殊的环境中会出现热斑情况。这可能是由于积累的灰尘，或者清理时候产生的遮挡，使得太阳能辐射能，不能被光伏设备集中和吸收，从而阻碍光能转换成电能。当受到遮挡的位置温度不断升高，会造成这个区域的光伏组件表面受到的破坏，从而出现热斑现象。通过不断的研究和分析中得知，会由于两种情况，使热斑情况出现在光伏组件中，一种是内阻，另外一种是电池片自身暗流电流。通常从源头开始，使遮挡光电组件的灰尘或其他东西，得到有效地去除，从而减少由于热斑现象造成的破坏。另外，要对电池内部和逆电流情况进行了解，或者增加组件的功能，确保其能够高效的运行。也可以通过提高清理能力，增加机器人的使用，使更多的阻碍物质得到清理，减少热斑的出现情况。

结语

我国具有广阔的国土面积，因此能够有效地利用太阳能光伏发电技术，将其中的转换率进行大幅度提升，太阳能光伏发电技术的前景十分广阔。目前应当寻找最佳的控制策略和最大程度下激发它的使用率是这项技术的重中之重，从而增加光伏系统运行和生产效率，为我国光伏能源发展奠定坚实的基础。

参考文献

[1]钟银，黄霖.大型光伏并网电站的运行与维护技术分析[J].低碳世界，2017（26）：88-89.

[2]张旭.太阳能光伏发电系统的管理维护[J].电子制作，2015（6z）.