Fotovoltaický výrobní proces Běžné příčiny poruch a jejich řešení

1. Stručný úvod do procesu výroby fotovoltaické energie

Proces výroby fotovoltaické energie probíhá následovně: Nejprve jsou jednotlivé solární panely spojeny v sérii, aby tvořily fotovoltaické moduly, a tyto moduly jsou uspořádány paralelně přes sběrné krabice, aby tvořily fotovoltaickou pole. Sluneční energie je převedena na stejnosměrný proud (DC) fotovoltaickou polí, a poté je převedena na trojfázový střídavý proud (AC) prostřednictvím trojfázového inverteru (DC - AC). Následně, s pomocí zvedáků, je převedena na AC, které splňuje požadavky veřejné elektrické sítě a je připojena přímo k veřejné elektrické síti pro použití elektrickými zařízeními a vzdáleným dispečinkem.

2. Klasifikace běžných provozních poruch v fotovoltaické výrobě energie
2.1 Poruchy provozu zvedacích stanic

Poruchy provozu zvedacích stanic zahrnují především poruchy v přenosových liniích, poruchy sběrných částí, poruchy transformátorů, poruchy vysokotlakých spínačů a pomocných zařízení, a poruchy relé ochranných zařízení.

2.2 Běžné provozní poruchy v fotovoltaických oblastech

Provozní poruchy v fotovoltaických oblastech jsou nejčastěji způsobeny nerovnoměrnou stavbou a instalací, což vedlo k poruchám solárních panelů, řetězců a sběrných krabic; nebo poruchy způsobené nesprávnou instalací a nastavením inverterů, a také poruchy pomocných zařízení zvedáků; a poruchy způsobené nedbalostí při kontrolách personálu a neschopností včas odhalit skryté rizika.

2.3 Komunikační a automatizační poruchy
Komunikační a automatizační poruchy mohou zatím neovlivnit výrobu energie zařízení, ale budou mít nevýhody pro analýzu provozu, detekci a odstranění vad zařízení. Mohou také způsobit, že zařízení nebude možné ovládat vzdáleně, což vytváří rizika pro bezpečnostní výrobu. Pokud se jim nevěnuje dostatečná pozornost, mohou vést k rozšíření nehod.

2.4 Poruchy způsobené regionálními a environmentálními faktory

Tyto poruchy se především projevují jako: osazení měkkých půdových podkladů, což způsobuje deformaci zařízení a obtíže při provozu, a nedostatečná bezpečnostní vzdálenost, což způsobuje elektrické zazemnění a krátké spojení; slaný prach koroduje elektrická zařízení, a vypařování vodní páry způsobuje blokování a degradaci izolace zařízení; malá zvířata vnikají do elektrických zařízení a způsobují krátké spojení atd.

3. Analýza příčin běžných poruch

Teoreticky lze zabránit různým haváriím a velkým poruchám, ale v praxi se stále vyskytují bezpečnostní nehody při výrobě energie a poruchy a vady zařízení jsou běžné. Příčiny jsou následující:

• V počáteční fázi návrhu, zejména v raných fotovoltaických projektech, existují vrozené vady. Protože proces výroby fotovoltaické energie je jednoduchý a intuitivní, byla stavba provedena v pospiechu a chyběla dokonalá zkušenost, ze které by se dalo vzít příklad.

• Pospiech při stavbě způsobuje, že je těžké přísně kontrolovat technické řízení stavebního týmu, a postup a normy neodpovídají standardům, což vytváří rizika pro pozdější provoz.

• Nedostatek zralého systému provozní kontroly způsobuje, že je těžké identifikovat kvalitu dodavatelů zařízení, což vede k nízké spolehlivosti a vysoké míře selhání zařízení v provozu.

• Kvalita personálu nesplňuje požadavky rozvoje. Většina osob obsluhujících fotovoltaické systémy jsou noví zaměstnanci, kteří se učí během práce; některé podniky spoléhají na starší zaměstnance z tepelných elektráren, kteří "školí nové zaměstnance staršími zaměstnanci", a noví zaměstnanci mají nedostatky v analýze provozu, detekci anomálií, odstraňování vad a schopnostech řešení nehod.

4. Řešení

Technická řešení běžných provozních poruch v fotovoltaických elektrárnách jsou následující:

• Začít u zdroje a v počáteční fázi návrhu vypracovat kompletní, detailní, vědecký a optimalizovaný návrh v kombinaci s reálnou situací na místě.

• Zlepšit celkové infrastrukturní řízení, přísně kontrolovat schválení kvalifikace a pečlivě sledovat kvalitu a normy procesů.

• Přísně kontrolovat přístup zařízení a rozhodně neumožnit vstup nekvalitních zařízení.

• Zlepšit vzdělávání v odpovědnosti zaměstnanců a rozvíjet jejich technické schopnosti. Implementace těchto 4 bodů může efektivně snížit výskyt běžných poruch.

4.1 Běžné poruchy a jejich řešení v zvedacích stanicích

Poruchy v zvedacích stanicích patří mezi obecné elektrotechnické poruchy a principy a metody řešení jsou podobné pro podniky různých typů výroby energie. Zvláště přerušení napájení sběrné části a vypnutí linky způsobí, že celá stanice ztratí energii pro jednosběrnou jednoliniovou zvedací stanici; pro fotovoltaické projekty je třeba, aby inverter spustil ochranu ostrova a zastavil provoz. Provozní a hlavní zaměstnanci musí:

• Potvrdit zdroj továrního napájení, zkontrolovat vstup rezervního zdroje a zajistit normální fungování DC a komunikačních systémů.

• Ověřit akci ochranných zařízení, určit typ akce a analyzovat možnost poruchy.

• Zkontrolovat primární systém, najít místo poruchy, spolupracovat s dispečinkem, zavedením bezpečnostních opatření odstranit vady a co nejdříve obnovit provoz.

4.2 Běžné poruchy a jejich příčiny v fotovoltaických oblastech

Příčiny provozních poruch v fotovoltaických oblastech jsou především následující:

• Během infrastrukturní stavby není instalace a zapojení solárních panelů pevná, některé konektory nejsou speciální, šrouby v sběrné krabici nejsou utaženy a blokování není kompletní nebo má špatnou kvalitu.

• Instalace a nastavení zařízení nejsou seriózní a důkladné. Instalace, zapojení a nastavení inverterů a zvedáků jsou odpovědností různých lidí, což vede k nedostatku jednotné koordinace, a proto se často vyskytují poruchy.

• Poruchy způsobené regionálními a environmentálními charakteristikami, jako je slaný prach na pobřežních pláních, který koroduje zařízení, způsobuje znečištění a blikání kabelů a izolátorů, degradaci izolace a krátké spojení zařízení.

• Poruchy způsobené dlouhodobým provozem se projevují uvolněním způsobeným otáčením a vibrací zařízení, jako jsou poruchy chladicích ventilátorů transformátorů a inverterů, uvolněním uzamykacího limitu síťové dveře boxového transformátoru a uvolněním tažných šroubů a terminálů sběrných krabic.

4.3 Prevence běžných poruch v provozu fotovoltaických systémů

Poruchy v zvedacích stanicích nebo zařízeních v fotovoltaických oblastech patří mezi poruchy elektrických zařízení. Pro prevenci je třeba:

• Implementovat požadavek, aby infrastruktura sloužila výrobě, a zajistit kvalitu a nezanechat žádná skrytá rizika během stavby.

• V provozu aktivně implementovat technickou dohled a v předem podle charakteristik místa zavést preventivní opatření.

• Zlepšit vzdělávání zaměstnanců v odpovědnosti a rozvíjet jejich schopnosti analýzy problémů.

4.4 Jevy a řešení běžných poruch v provozu fotovoltaických systémů

Po normálním zprovoznění a zkouškovém provozu zařízení v fotovoltaické oblasti se často vyskytují obtížně detekovatelné poruchy v úseku od solárních panelů k sběrným krabcím. V počáteční fázi neexistují zřetelné jevy, ale pokles výkonu pokračuje. Lze použít kleště ampermetru k měření pracovního proudu každého řetězce, najít vadný řetězec a pak zkontrolovat, zda je to problém s pojistkou, porucha solárního panelu, nebo problém, jako je poškození spojovacího kabelu řetězce, a včas ho řešit.

4.4.1 Poruchy sběrných krabic

Běžné poruchy sběrných krabic zahrnují blokování, poruchy komunikačních modulů a zemlení a dokonce i požár způsobené uvolněním terminálů a šroubů. Na místě se především provádí inspekce. Během "jarní inspekce" se opraví blokování a utaží šrouby terminálů sběrných krabic, což může v léta zásadně zmírnit problém hřátí.
Na místě se především provádí inspekce. Během "jarní inspekce" se opraví blokování a utaží šrouby terminálů sběrných krabic, což může v léta zásadně zmírnit problém hřátí.

4.4.2 Poruchy inverterů

Poruchy inverterů se často projevují vypnutím a neschopností samo-spustit, nejčastěji se vyskytují v počáteční fázi zprovoznění; po době běhu se nejčastěji jedná o poruchy chlazení (přehřátí), nebo poruchy příslušenství a software. Klíčem k prevenci a řešení poruch inverterů je každodenní čištění filtra, zajištění chlazení, posílení kontroly chladicích ventilátorů a včasné opravy a výměny, pokud jsou zjištěny jakékoli anomálie.
Klíčem k prevenci a řešení poruch inverterů je každodenní čištění filtra, zajištění chlazení, posílení kontroly chladicích ventilátorů a včasné opravy a výměny, pokud jsou zjištěny jakékoli anomálie.

4.4.3 Poruchy zvedacích transformátorů

Technologie transformátorů je zralá a frekvence poruch suchých transformátorů je extrémně nízká za normálních podmínek. Běžné poruchy zahrnují nevhodné blokování vedoucí k vniknutí malých zvířat, poruchy chladicích ventilátorů a uvolnění uzamykání bezpečnostní sítě tělesa. V pobřežních oblastech a projektu rybářství-slunce jsou klíčovými kontrolními položkami kabelové hlavy, kabely a bleskosvalové ochrany vysokotlakých spínačů zvedacích transformátorů. Jakmile dojde k poruše, způsobí to, že celá sběrná linka zastaví provoz. Prevence a řešení poruch zvedacích transformátorů stále závisí na každodenní kontrole a včasném provedení technického dohledu, aby se předcházelo problémům.
Prevence a řešení poruch zvedacích transformátorů stále závisí na každodenní kontrole a včasném provedení technického dohledu, aby se předcházelo problémům.