Procés de generació d'energia fotovoltaica Causas i solucions habituals de les faults comunes

1. Breu Introducció al Procés de Generació d'Energia Fotovoltaica

El procés d'operació de la generació d'energia fotovoltaica és el següent: primer, els panells solars individuals es connecten en sèrie per formar mòduls fotovoltaics, i aquests mòduls es col·loquen en paral·lel a través de caixes combinatories per formar una matxerra fotovoltaica. L'energia solar es converteix en corrent contínua (CC) per mitjà de la matxerra fotovoltaica, i després es converteix en corrent alternada (CA) trifàsica a través d'un inversor trifàsic (CC - CA). Posteriorment, amb l'ajuda d'un transformador elevador, es converteix en CA que compleix els requisits de la xarxa elèctrica pública i es connecta directament a la xarxa elèctrica pública per ser utilitzada per equips elèctrics i despachament remot.

2. Classificació de les Faltes d'Operació Comunes en la Generació d'Energia Fotovoltaica
2.1 Faltes d'Operació de les Estacions Elevadores

Les faltes d'operació de les estacions elevadores inclouen principalment falles de línies de transmissió, falles de barras, falles de transformadors, falles de commutadors de alta tensió i equipaments auxiliars, i falles de dispositius de protecció relè.

2.2 Faltes d'Operació Comunes en Àrees Fotovoltaiques

Les faltes d'operació en àrees fotovoltaiques són més sovint causades per construccions i instal·lacions irregulars, que porten a falles de panells solars, cadenes i caixes combinatories; o falles causades per una instal·lació i comissionament inadeguat d'inversors, així com falles d'equipaments auxiliars de transformadors elevadors; i falles formades degut a la negligència en la inspecció del personal i la no detecció d'amenaces ocultes a temps.

2.3 Faltes de Comunicació i Automatització
Les faltes de comunicació i automatització poden no afectar la generació d'energia dels equips de moment, però portaran inconvenient a l'anàlisi operativa, la detecció i eliminació de defectes d'equips. També poden fer que l'equip no pugui ser operat a distància, creant amenaces per a la producció segura. Si no es prenen en serio, probablement causin l'ampliació d'accidents.

2.4 Faltes Causades per Regió i Entorn

Aquestes faltes es manifesten principalment com: assentament de fons de terra blanda que provoca deformacions d'equips i dificultats operatives, i distància de seguretat insuficient que provoca aterraments i curts circuits elèctrics; salinitat que corroïm els equips elèctrics, i evaporació d'aigua que provoca obstruccions i degradació de l'isolament dels equips; petits animals que entren als equips elèctrics i provoquen curts circuits, etc.

3. Anàlisi de les Causes de les Faltes Comunes

Teòricament, es poden prevenir tots els tipus d'accidents i falles majors, però en la pràctica, encara hi ha accidents de seguretat en la producció d'energia elèctrica de vegades, i les falles i defectes d'equips són comuns. Les raons són les següents:

• En la fase inicial de disseny, especialment en projectes fotovoltaics antics, hi havia defects congènits. Perquè el procés de generació d'energia fotovoltaica és simple i intuïtiu, la construcció va ser realitzada ràpidament, i hi havia una falta d'experiència perfecta per referència.

• La pressa en el període de construcció fa difícil controlar estrictament la gestió tècnica de l'equip de construcció, i el procés de construcció i especificacions no compleixen els estàndards, deixant amenaces per a l'operació posterior.

• No hi ha un mecanisme madur d'inspecció operativa, per tant, és difícil identificar la qualitat dels subministradors d'equips, resultant en una baixa fiabilitat i una alta taxa de falla dels equips en operació.

• La qualitat del personal no pot seguir el desenvolupament. La majoria del personal de manteniment i operació fotovoltaic són nous empleats, aprenent mentre treballen; algunes empreses depenen dels vells empleats de les centrals tèrmiques per "formar nous empleats amb vells empleats", i els nous empleats tenen deficiències en l'anàlisi operativa, detecció d'anomalies, eliminació de defectes i capacitats de gestió d'accidents.

4. Solucions

Les solucions tècniques per a les faltes d'operació comunes de les plantes fotovoltaiques són les següents:

• Començar des de l'origen, i en la fase inicial de disseny, fer un pla de disseny complet, detallat, científic i optimitzat combinat amb la situació real del lloc.

• Fortaleix la gestió de la infraestructura en tot el procés, revisa estrictament la qualificació, i atén-te molt a la qualitat i especificacions del procés.

• Controla estrictament l'accés a l'equip, i mantingues resolutament fora de la porta l'equip no qualificat.

• Fortaleix l'educació del sentit de responsabilitat del personal i el desenvolupament de capacitats tècniques. Implementar aquests 4 punts pot reduir eficaçment la incidència de falles comunes.

4.1 Falles Comunes i Gestió de les Estacions Elevadores

Les falles de les estacions elevadores pertanyen a falles elèctriques generals, i els principis i mètodes de gestió són similars per a empreses de diferents tipus de generació d'energia. En particular, la interrupció de la barra elèctrica i el salt de la línia provocaran la pèrdua total de l'energia del lloc per a una estació elevadora de barra única i circuit únic; per als projectes fotovoltaics, l'inversor necessita iniciar la protecció d'illa i aturar l'operació. El personal d'operació i de guardia necessita:

• Confirmar l'abastament d'energia de la fàbrica, verificar l'entrada de l'energia de reserva, i assegurar el funcionament normal dels sistemes DC i de comunicació.

• Verificar l'acció dels dispositius de protecció, clarificar el tipus d'acció, i analitzar la possibilitat de falles.

• Revisar el sistema primari, trobar el punt de falla, col·laborar amb el despachament, prendre mesures de seguretat per eliminar defectes, i restablir l'operació tan aviat com sigui possible.

4.2 Falles Comunes i Causes en Àrees Fotovoltaiques

Les causes de les falles d'operació en àrees fotovoltaiques són principalment les següents:

• Durant la construcció de la infraestructura, la instal·lació i cablejat dels panells solars no són fermes, alguns connectors no utilitzen connectors especials, els tornills a la caixa combinatoria no estan ben apretats, i el bloqueig és incomplet o de baixa qualitat.

• La instal·lació i comissionament de l'equip no són seriosos i adequats. La instal·lació, cablejat i comissionament dels inversors i transformadors elevadors són responsables de diferents persones, i falta coordinació unificada, per tant, les falles són propenses a succeir freqüentment.

• Faltes causades per característiques ambientals regionals, com la salinitat en plans de marisma costaners que corroïm l'equip, causant flashover de cablages i aïllants, degradació de l'isolament, i curts circuits dels equips.

• Faltes causades per l'operació a llarg termini es manifesten com aflojaments causats per la rotació i vibració de l'equip, com falles de ventiladors de refredament de transformadors i inversors, aflojament del limitador de bloqueig de la porta de la xarxa del transformador de caixa, i aflojament de les vis i files de terminals de les caixes combinatories.

4.3 Prevenció de les Falles Comunes en l'Operació Fotovoltaica

Les falles de les estacions elevadores o equips en àrees fotovoltaiques pertanyen a falles d'equipament elèctric. Per a la prevenció, cal:

• Implementar la exigència que la infraestructura serveixi a la producció, i assegurar la qualitat i no deixar amenaces ocultes durant la construcció.

• En l'operació, implementar activament la supervisió tècnica, i prendre mesures preventives amb antelació segons les característiques del lloc.

• Fortaleix l'educació del sentit de responsabilitat dels empleats i el desenvolupament de capacitats d'anàlisi de problemes.

4.4 Fenòmens i Gestió de les Falles Comunes en l'Operació Fotovoltaica

Després que l'equip en l'àrea fotovoltaica tingui una comissió i prova d'operació normals, les falles difícils de detectar sovint ocorren en la secció dels panells solars a les caixes combinatories. No hi ha fenòmens evidents en la fase inicial, però la pèrdua de potència continua. Es pot utilitzar un amperímetre de pinça per mesurar la corrent de funcionament de cada cadena, trobar la cadena defectuosa, i després revisar si és un problema de fusible, una falla del panell solar, o un problema com el dañament de la línia de connexió de la cadena, i gestionar-ho a temps.

4.4.1 Falles de Caixes Combinatories

Les falles comunes de les caixes combinatories inclouen descol·lament, falles de mòduls de comunicació, i escalfament i fins i tot incendi causats per l'aflojament de terminals i vis.
La gestió a l'escena és principalment inspecció. Durant la "inspecció de primavera", es repara el descol·lament, i es tensen els tornills de terminals de la caixa combinatoria, el que pot alliberar bàsicament el problema d'escalfament en estiu.

4.4.2 Falles d'Inversors

Les falles d'inversors sovint es manifesten com aturades i incapacitat de reiniciar-se automàticament, la major part de les quals ocorren en la fase inicial de comissionament; després del període de rodatge, la majoria són falles de dissipació de calor (sobrecalentament), o danys d'accessoris i falles de programari.
La clau per a la prevenció i gestió de les falles d'inversors està en la neteja diària de la pantalla filtradora, assegurar la dissipació de calor, fortaleix la inspecció dels ventiladors de refredament, i reparar i substituir a temps quan es troben anormalitats.

4.4.3 Falles de Transformadors Elevadors

La tecnologia dels transformadors és madura, i la taxa de falla dels transformadors secs és extremadament baixa en condicions normals. Les falles comunes inclouen bloqueig inadequat que porta a l'entrada de petits animals, falles de ventiladors de refredament, i aflojament del bloqueig de la porta de xarxa de seguretat del cos. En zones costaneres i projectes complementaris de pesca-solar, les caps de cable, cables i parafulmes de commutadors de alta tensió de transformadors elevadors són els elements d'inspecció clau. Un cop ocorre una falla, farà que s'aturi tota la línia de recol·lecció.
La prevenció i gestió de les falles de transformadors elevadors encara depèn de l'inspecció diària en lloc i la implementació oportuna de la supervisió tècnica per prevenir problemes abans que surtin.