夏日炎炎，如何保障光伏电站运行安全?

夏日炎炎，如何保障光伏电站运行安全?

近年来由于温室效应和厄尔里诺现象，全球各地普遍出现了夏季高温天气。过高的温度不仅导致发电量下降，还会严重影响光伏组件的运行状态和使用寿命，引起光伏组件、电缆、逆变器等电器设备的电机线圈漆包线绝缘性能下降、电缆绝缘软化甚至融化，导致电路短路打火，引起光伏发电站火灾，危害人身安全和财产安全。

一、高温对光伏电站各项设备的影响

01 高温对光伏组件性能和发电量的影响

1) 众所周知，光伏电池是一种具有负温特性的半导体器件，温度越高发电性能越差，目前市场上大部分光伏组件的功率负温特性都在-0.2～-0.4%/℃左右，而光伏组件的额定功率是在25℃的标准条件下测定的，当光伏组件的板温高达75℃的时候，因高温导致的发电量损失将达到10%～20%。

2) 过高的温度不仅会导致光伏发电量的下降，还会导致光伏组件内部电池片的位移，严重的会引起组件内部电池或连线短路，导致组件故障。光伏组件的主要封装材料是EVA，这是一种在80℃以上的时候就会融化的塑料。由于通常光伏组件在安装时都会有一定的倾角，所以当光伏组件板温过高，内部EVA融化，光伏电池片就会因为重力产生下垂位移。如果组件在封装过程中固定不佳或因高温导致内部固定失效，就会因为电池片位移等原因引起内部短路、开路等故障发生，导致组件不能正常工作或损坏。

3) 长时间的高温还会加快光伏电池的衰减，长期影响光伏发电性能。电池片的工作温度过高还会加剧各种热斑现象的，导致电池片发电性能永久性变差或损坏。

02 高温对电缆和电器绝缘的影响

高温对绝缘材料的性能、寿命都有直接负面的影响。无论是电机、变压器、电感等线圈的漆包线还是各种塑胶线等电线电缆，都对高温的耐受能力有限。过高的工作温度会导致绝缘性能下降等问题，严重的会导致绝缘崩溃，引起短路爆炸或火灾。

03 高温对逆变器等电子设备的影响

1) 光伏电站有逆变器等电子设备，内含大量普通的电子元件、集成电路和大功率开关晶体管。通常，民用级电子元器件的工作温度范围是-35℃～70℃，大部分光伏逆变器的工作温度为-30～60℃。超出了这个工作温度范围，无论是普通的电子电路还是集成电路都会进入不稳定的状态，这种状态轻则导致电路设备停机，严重的就会导致电路逻辑混乱设备损坏。

2)光伏逆变器中会有大量电解电容，同时为了平稳光伏输入端的电压、防止干扰，通常还会有数量不等的大容量的电解电容器，这些电容器是非常怕高温的，高温会使电容器内部电解质逐渐挥发，导致电容器电容量下降甚至报废。

3) 光伏逆变器中的大功率晶闸管也是对高温很敏感的器件，过高的温度会影响大功率晶闸管的正确运行和使用寿命，过高的温度会导致大功率晶闸管烧毁。

04 高温对光伏连接器的影响

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

MC4接插件属于单芯接插件，具有密封性好，接插方便，检修、维护方便等诸多优点。但也有它怕高温、易老化、怕雨水淋浸等缺陷。组件连接器在安装和使用过程中要避免阳光暴晒、高温、淋雨等情况，以免造成接头老化、内部接头、电缆锈蚀，造成接触电阻增加、甚至打火，导致系统效率下降或造成火灾事故。

一个小规模的光伏发电站里，通常有成百上千个这样的连接器，它们中的任何一个连接器的工作状态不良，轻则影响直流侧内阻增大，导致电站发电效率下降，重则因接触不良导致连接器发热甚至烧毁连接器，进而导致汇流箱和逆变器的烧毁，更严重的甚至会导致大面积火灾的发生。

二、高温季节光伏电站运维需注意问题

光伏电站直流侧电压高、电流大，组串接头多、安装环境复杂，很多接头暴露在阳光下或经受风吹雨淋，极易发生接触不良甚至打火、燃烧等火灾隐患。夏季高温会给光伏电站增添很多不确定隐患，发生电气故障和火灾的可能性增大。对电气火灾一定要贯彻“预防为主”的原则，防患于未然。要特别注意光伏组件、逆变器、变压器、电线电缆及接头等设备和部位的通风散热情况，对温升异常的情况要及时处理或关闭运行，以免出现重大事故。

一旦光伏发电站电力设施起火，要首先要关闭逆变器，切断交流电源，然后还要尽快断开光伏组件串回路，确保后期消防灭火人员的安全和控制火势。光伏发电站发生火灾，灭火人员进入上述范围时，必须穿绝缘鞋，接触设备外壳和构架时，应戴绝缘手套。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。不要将身体及手中的灭火器碰触到有电的导线或电气设备，防止灭火时发生触电事故。电器灭火应采用干粉灭火器、二氧化碳、1211、四氯化碳灭火器或干燥的沙土等，严禁用水和泡沫灭火器。

小结：

夏季高温不仅使人难以忍受，也会影响光伏电站的发电量，还可能会给光伏电站带来很多不安全和不确定的故障隐患问题。夏日要保证光伏电站平稳运行，需要确保光伏电站阵列没有局部遮阴，逆变器等电器设备一定不能受到阳光暴晒，并且要通风降温，密切观察系统中的每一个重要环节的温升情况。正确的运维和安全生产不仅可以大大提高电站发电量，还可以提高发电量设备和电站寿命，确保电站安全稳定和高效运行。

审核编辑 黄昊宇