Proceso de xeración de enerxía fotovoltaica causas comúns de fallos e solucións

1. Breve introdución ao proceso de xeración de enerxía fotovoltaica

O proceso operativo da xeración de enerxía fotovoltaica é o seguinte: Primeiro, as placas solares individuais conxúntanse en serie para formar módulos fotovoltaicos, e os módulos arránzanse en paralelo a través de caixas combinadoras para formar unha matriz fotovoltaica. A enerxía solar convértese en corrente continua (CC) pola matriz fotovoltaica, e despois convértese en corrente alternativa (CA) trifásica a través dun inversor trifásico (CC - CA). Posteriormente, coa axuda dun transformador de elevación, convértese en CA que cumple cos requisitos da rede eléctrica pública e conectase directamente á rede eléctrica pública para o uso por parte do equipamento eléctrico e a despachada remota.

2. Clasificación dos fallos operativos comúns na xeración de enerxía fotovoltaica
2.1 Fallos operativos das estacións de elevación

Os fallos operativos das estacións de elevación inclúen principalmente fallos nas liñas de transmisión, fallos de barras, fallos de transformadores, fallos de interruptores de alta tensión e equipo auxiliar, e fallos de dispositivos de protección relé.

2.2 Fallos operativos comúns nas áreas fotovoltaicas

Os fallos operativos nas áreas fotovoltaicas son máis comúnmente causados por construción e instalación irregular, levando a fallos nas placas solares, cadeas e caixas combinadoras; ou fallos causados por instalación e puesta en marcha incorrectas de inversores, así como fallos no equipo auxiliar dos transformadores de elevación; e fallos formados debido á negligencia na inspección do persoal e a non detectar oportunamente os perigos ocultos.

2.3 Fallos de comunicación e automatización
Os fallos de comunicación e automatización poden non afectar a xeración de enerxía do equipamento de momento, pero traerán desvantaxes ao análise operativo, a detección e eliminación de defectos de equipamento. Tamén poden facer que o equipamento non poida ser operado remotamente, creando perigos para a produción segura. Se non se toman en serio, é probable que causem a ampliación de accidentes.

2.4 Fallos causados polo rexión e ambiente

Estes fallos maniféstanse principalmente como: asentamento de fundacións de suelos moitos causa deformación do equipamento e dificultade na operación, e distancia de seguridade insuficiente causa aterramento eléctrico e cortocircuitos; a salpicadura de sal corroé o equipamento eléctrico, e a evaporación de vapor de auga causa obstrución, desprendemento e degradación da isolación do equipamento; pequenos animais entran no equipamento eléctrico e causan cortocircuitos, etc.

3. Análise das causas dos fallos comúns

Teoricamente, diversos accidentes e fallos graves poden prevenirse, pero na práctica, os accidentes de seguridade na produción de enerxía eléctrica aínda ocorren de vez en cando, e os fallos e defectos de equipamento son comúns. As razóns son as seguintes:

• Na etapa inicial de deseño, especialmente nos primeiros proxectos fotovoltaicos, hai defectos congénitos. Debido a que o proceso de xeración de enerxía fotovoltaica é simple e intuitivo, a construción foi realizada apresadamente, e faltaba experiencia perfecta para referencia.

• A premura no período de construción dificulta o control estrito da xestión técnica da equipa de construción, e o proceso de construción e especificacións non cumprin os estándares, deixando perigos ocultos para a operación posterior.

• Non hai un mecanismo maduro de inspección operativa, polo que é difícil identificar a calidade dos fornecedores de equipamento, resultando en baixa fiabilidade e alta taxa de fallos do equipamento en operación.

• A calidade do persoal non pode seguir o desenvolvemento. A maioría do persoal de mantemento e operación fotovoltaica son novos empregados, aprendendo mentres traballan; algúns empresas confían en velleiros de centrais térmicas para "formar novos empregados con velleiros", e os novos empregados teñen deficiencias na análise operativa, detección de anormalidades, eliminación de defectos e capacidades de manejo de accidentes.

4. Solucións

As solucións técnicas para os fallos operativos comúns das centrais fotovoltaicas son as seguintes:

• Comezar desde a orixe, e na etapa inicial de deseño, elaborar un plan de deseño completo, detallado, científico e optimizado combinado coa situación real do lugar.

• Fortalecer a xestión de infraestrutura de todo o proceso, revisar estritamente a aprobación de cualificación, e prestar atención ao calidade e especificacións do proceso.

• Controlar estritamente o acceso ao equipamento, e resolutamente manter o equipamento non cualificado fora.

• Fortalecer a educación do sentido de responsabilidade do persoal e o cultivo de capacidades técnicas. Implementar estes 4 puntos pode reducir eficazmente a incidencia de fallos comúns.

4.1 Fallos comúns e manejo das estacións de elevación

Os fallos das estacións de elevación pertencen a fallos eléctricos xerais, e os principios e métodos de manejo son similares para empresas de diferentes tipos de xeración de enerxía. En particular, a interrupción de enerxía na barra e o disparo da liña causarán que todo o sitio perda de enerxía para unha estación de elevación de única barra e única liña; para proxectos fotovoltaicos, o inversor necesita iniciar a protección de isla e parar a operación. O persoal de operación e servizo precisa:

• Confirmar o suministro de enerxía da fábrica, verificar a entrada da fonte de alimentación de reserva, e asegurar o funcionamento normal dos sistemas CC e de comunicación.

• Verificar a acción dos dispositivos de protección, esclarecer o tipo de acción, e analizar a posibilidade de fallos.

• Revisar o sistema primario, atopar o punto de fallo, cooperar coa despachada, tomar medidas de seguridade para eliminar defectos, e restablecer a operación o máis rápido posible.

4.2 Fallos comúns e causas nas áreas fotovoltaicas

As inducións dos fallos operativos nas áreas fotovoltaicas son principalmente as seguintes:

• Durante a construción de infraestruturas, a instalación e cableado das placas solares non son firmes, algúns conectores non usan conectores especiais, os parafusos na caixa combinadora non están apertados, e o bloqueo é incompleto ou de mala calidade.

• A instalación e puesta en marcha do equipamento non son serias e completas. A instalación, cableado e puesta en marcha de inversores e transformadores de elevación son responsabilidade de persoal diferente, e falta de coordinación unificada, polo que os fallos son propensos a ocorrer frecuentemente.

• Fallos causados por características regionais e ambientais, como a salpicadura de sal en las marismas costeras que corroen o equipamento, causando flashover de contaminación en cabos e aislantes, degradación da isolación, e cortocircuitos no equipamento.

• Fallos causados por operación a longo prazo manifestánse como aflojamento debido á rotación e vibración do equipamento, como fallos dos ventiladores de refrigeración de transformadores e inversores, aflojamento do límite de bloqueo da porta de rede do transformador de caja, e aflojamento dos parafusos de fixación e filas de terminais da caixa combinadora.

4.3 Prevenção de fallos comúns na operación fotovoltaica

Os fallos das estacións de elevación ou do equipamento nas áreas fotovoltaicas pertencen a fallos de equipamento eléctrico. Para a prevenção, é necesario:

• Implementar o requisito de que a infraestrutura sirva á produción, e asegurar a calidade e non deixar perigos ocultos durante a construción.

• En operación, implementar activamente a supervisión técnica, e tomar medidas preventivas con antelación segundo as características do lugar.

• Fortalecer a educación do sentido de responsabilidade do persoal e o cultivo de capacidades de análise de problemas.

4.4 Fenómenos e manejo de fallos comúns na operación fotovoltaica

Despois de que a puesta en marcha e a proba de operación do equipamento nas áreas fotovoltaicas sexan normais, os fallos difíciles de detectar ocorren a miúdo na sección dende as placas solares ata as caixas combinadoras. Non hai fenómenos evidentes na etapa inicial, pero a perda de potencia continua. Pode utilizarse un amperímetro de pinza para medir a corrente de operación de cada cadea, atopar a cadea defectuosa, e despois comprobar se é un problema de fusible, un fallo da placa solar, ou un problema como danos na liña de conexión da cadea, e manexalo de forma oportuna.

4.4.1 Fallos das caixas combinadoras

Os fallos comúns das caixas combinadoras inclúen desprendemento de obstrución, fallos de módulo de comunicación, e caloreamento e incluso incendio debido ao aflojamento de terminais e parafusos.
O manejo no local é principalmente inspección. Durante a "inspección de primavera", repárase a obstrución, e apertáronse os parafusos de terminal da caixa combinadora, que pode aliviar basicamente o problema de calor no verán.

4.4.2 Fallos dos inversores

Os fallos dos inversores manifestánse frecuentemente como parada e incapacidade de auto-inicio, ocorrendo principalmente na etapa inicial de puesta en marcha; despois do período de rodaxe, a maioría son fallos de dissipación de calor (sobretensión), ou danos de accesorios e fallos de software.
A clave para a prevención e manejo dos fallos dos inversores está na limpeza diaria da pantalla de filtro, garantindo a dissipación de calor, fortalecendo a inspección dos ventiladores de refrigeración, e reparando e substituíndo oportunamente cando se atopan anomalias.

4.4.3 Fallos dos transformadores de elevación

A tecnoloxía dos transformadores é madura, e a taxa de fallos dos transformadores secos é extremadamente baixa en condicións normais. Os fallos comúns inclúen bloqueo incorrecto que leva á entrada de pequenos animais, fallos de ventiladores de refrigeración, e aflojamento do bloqueo da porta de grade de seguridade do corpo principal. Nas zonas costeiras e nos proxectos complementarios de pesca-solar, as cabezas de cabo, cabos e párraios de alta tensión dos interruptores de alta tensión dos transformadores de elevación son os artigos de inspección clave. Unha vez que ocorre un fallo, causará que toda a liña de recolección pare de operar.
A prevención e manejo dos fallos dos transformadores de elevación aínda dependen da inspección diaria adecuada e da implementación oportuna do traballo de supervisión técnica para prevenir problemas antes de que ocorran.