태양광 발전 과정의 일반적인 고장 원인 및 해결책

1. 태양광 발전 과정에 대한 간략한 소개

태양광 발전의 운영 과정은 다음과 같습니다: 먼저 개별 태양광 패널을 직렬로 연결하여 태양광 모듈을 형성하고, 이 모듈들을 병렬로 연결하여 콤바이너 박스를 통해 태양광 배열을 구성합니다. 태양광 배열은 태양 에너지를 직류(DC)로 변환하고, 이를 3상 인버터(DC - AC)를 통해 3상 교류(AC)로 변환합니다. 그 후 승압 변압기의 도움으로 공용 전력망의 요구 사항을 충족하는 교류(AC)로 변환하여 공용 전력망에 직접 연결하여 전기 장비와 원격 조정에 사용됩니다.

2. 태양광 발전에서 일반적인 운전 고장의 분류
2.1 승압소의 운전 고장

승압소의 운전 고장은 주로 송전선 고장, 버스 고장, 변압기 고장, 고압 스위치 및 보조 장비 고장, 그리고 계전기 장치 고장이 포함됩니다.

2.2 태양광 구역에서의 일반적인 운전 고장

태양광 구역에서의 운전 고장은 주로 불규칙한 시공과 설치로 인해 태양광 패널, 스트링, 콤바이너 박스의 고장이나, 인버터의 부적절한 설치 및 조정으로 인한 고장, 승압 변압기의 보조 장비 고장, 그리고 인원의 검사 소홀로 인한 잠재적인 위험 감지 실패로 인해 발생합니다.

2.3 통신 및 자동화 고장
통신 및 자동화 고장은 일시적으로 설비의 발전량에 영향을 미치지 않지만, 운영 분석, 설비 결함의 탐지 및 제거에 불리하며, 원격 조작이 불가능하게 만들고 안전 생산에 잠재적인 위험을 초래할 수 있습니다. 이러한 고장을 진지하게 다루지 않으면 사고 확대의 가능성이 높아집니다.

2.4 지역 및 환경에 의한 고장

이러한 고장은 주로 다음과 같이 나타납니다: 연약한 토양 기초의 침하로 인한 설비 변형 및 운전 어려움, 안전 거리 부족으로 인한 전기 접지 및 단락, 염무로 인한 전기 설비 부식, 수증기 증발로 인한 차단물 탈락 및 절연 저하, 작은 동물이 전기 설비에 들어가 단락을 일으키는 등입니다.

3. 일반적인 고장 원인 분석

이론적으로 다양한 사고와 주요 고장은 예방할 수 있지만, 실제로는 전력 생산 안전 사고가 종종 발생하고, 설비 고장 및 결함이 흔히 발생합니다. 그 이유는 다음과 같습니다:

• 설계 초기, 특히 초기 태양광 프로젝트에서는 선천적 결함이 존재합니다. 태양광 발전 과정은 간단하고 직관적이어서 한때 급속하게 시공되었으며, 완벽한 경험을 참고하기에는 부족했습니다.

• 시공 기간이 급박하여 시공 팀의 기술 관리를 엄격하게 통제하기 어렵고, 시공 과정과 규격이 표준을 충족하지 못하여 후속 운영에 잠재적인 위험을 남깁니다.

• 성숙한 운영 점검 메커니즘이 없어 설비 공급업체의 품질을 식별하기 어렵고, 이로 인해 운영 중인 설비의 신뢰성과 고장률이 낮습니다.

• 인력의 질이 발전에 따라잡지 못합니다. 대부분의 태양광 운영 및 유지보수 인력은 신입 직원으로, 업무를 배우면서 일하고 있으며, 일부 기업은 열력 발전소의 경력직원이 "신입 직원을 교육"하는 방식을 따르며, 신입 직원은 운영 분석, 이상 탐지, 결함 제거, 사고 처리 능력이 부족합니다.

4. 해결책

태양광 발전소의 일반적인 운전 고장에 대한 기술적 해결책은 다음과 같습니다:

• 원천부터 시작하여, 설계 초기에 현장의 실제 상황을 고려하여 완전하고 세부적인, 과학적이고 최적화된 설계 계획을 작성합니다.

• 전 과정 인프라 관리를 강화하고, 자격 검사를 엄격히 실시하며, 공정 품질과 규격에 주의를 기울입니다.

• 설비의 접근을 엄격히 통제하고, 적격하지 않은 설비는 단호히 배제합니다.

• 인력의 책임감 교육과 기술 역량 육성을 강화합니다. 이러한 4가지 점을 실시하면 일반적인 고장 발생률을 효과적으로 줄일 수 있습니다.

4.1 승압소의 일반적인 고장 및 처리

승압소의 고장은 일반적인 전기 고장에 속하며, 다른 발전 유형의 기업에서도 처리 원칙과 방법이 비슷합니다. 특히, 단일 버스 단일 회로 승압소에서 버스 파워 실패와 선로 트립은 전체 사이트가 정전될 수 있습니다; 태양광 프로젝트의 경우, 인버터는 섬 보호를 시작하고 정지해야 합니다. 운영 및 당직 인력은 다음과 같이 해야 합니다:

• 공장 전력을 확인하고, 대체 전원의 입력을 점검하며, DC 및 통신 시스템의 정상 작동을 보장합니다.

• 보호 장치의 동작을 확인하고, 동작 유형을 명확히 하며, 고장 가능성에 대해 분석합니다.

• 일차 시스템을 점검하고, 고장 지점을 찾아 조정과 협력하여 안전 조치를 취하고 결함을 제거하여 가능한 빨리 운영을 재개합니다.

4.2 태양광 구역에서의 일반적인 고장 및 원인

태양광 구역에서의 운전 고장의 유발 요인은 주로 다음과 같습니다:

• 인프라 시공 중 태양광 패널의 설치 및 배선이 견고하지 않으며, 일부 커넥터가 특수 커넥터를 사용하지 않고, 콤바이너 박스의 나사가 조여지지 않았거나, 차단이 불완전하거나 품질이 좋지 않습니다.

• 설비의 설치 및 조정이 철저하지 않고, 인버터와 승압 변압기의 설치, 배선, 조정은 서로 다른 인력이 담당하며, 통합적인 조정이 부족하여 고장이 자주 발생합니다.

• 지역 환경 특성에 의한 고장, 예를 들어 해안 갯벌의 염무로 인한 설비 부식, 케이블 및 절연자의 오염 플래시오버, 절연 저하, 설비 단락 등입니다.

• 장기간 운영으로 인한 고장은 설비의 회전 및 진동으로 인한 느슨해짐으로 나타나며, 예를 들어 변압기 및 인버터의 냉각 팬 고장, 박스 변압기 그리드 문의 잠금 제한의 느슨해짐, 콤바이너 박스의 고정 나사 및 단자줄의 느슨해짐 등입니다.

4.3 태양광 운영에서의 일반적인 고장 예방

승압소 또는 태양광 구역의 설비 고장은 모두 전기 설비 고장에 속합니다. 예방을 위해서는 다음과 같은 조치가 필요합니다:

• 인프라가 생산을 지원하도록 하는 요구사항을 실행하고, 시공 중 품질을 보장하며, 잠재적인 위험을 남기지 않습니다.

• 운영 중에는 기술 감독을 적극적으로 실시하고, 현장의 특성에 따라 예방 조치를 미리 취합니다.

• 직원의 책임감 교육과 문제 분석 능력 육성을 강화합니다.

4.4 태양광 운영에서의 일반적인 고장 현상 및 처리

태양광 구역의 설비가 정상적으로 시운전된 후, 태양광 패널에서 콤바이너 박스까지의 구간에서 발견하기 어려운 고장이 종종 발생합니다. 초기에는 명백한 현상이 없지만, 계속해서 전력 손실이 발생합니다. 클램핑 암미터를 사용하여 각 스트링의 작동 전류를 측정하고, 고장 스트링을 찾아, 이가 퓨즈 문제인지, 태양광 패널 고장인지, 또는 스트링의 연결선 손상 등의 문제인지 확인하고 즉시 처리합니다.

4.4.1 콤바이너 박스 고장

콤바이너 박스의 일반적인 고장에는 차단물 탈락, 통신 모듈 고장, 단자 및 나사의 느슨해짐으로 인한 접지 발열 및 화재 등이 포함됩니다.
현장 처리는 주로 점검입니다. "봄 점검" 중 차단물을 수리하고, 콤바이너 박스의 단자 나사를 조임으로써 여름철 발열 문제를 기본적으로 해소할 수 있습니다.

4.4.2 인버터 고장

인버터 고장은 주로 정지 및 자동 재시작 불능으로 나타나며, 주로 시운전 초기에 발생합니다; 가동 후에는 대부분 발열 고장(과온), 부속품 손상 및 소프트웨어 고장이 발생합니다.
인버터 고장의 예방 및 처리 핵심은 필터 망의 일상적인 청소, 발열을 보장하고, 냉각 팬의 점검을 강화하며, 이상이 발견되면 즉시 수리 및 교체하는 것입니다.

4.4.3 승압 변압기 고장

변압기 기술은 성숙했으며, 일반적으로 건식 변압기의 고장률은 매우 낮습니다. 일반적인 고장에는 작은 동물이 들어가는 것을 막지 못한 차단물, 냉각 팬 고장, 본체의 안전 그리드 문 잠금의 느슨해짐이 포함됩니다. 해안 지역 및 어업-태양광 복합 프로젝트에서는 승압 변압기의 고압 스위치 케이블 헤드, 케이블, 피뢰기가 주요 점검 항목입니다. 고장이 발생하면 전체 집합선이 정지됩니다.
승압 변압기 고장의 예방 및 처리는 여전히 일상적인 점검과 기술 감독 작업의 적시 수행에 의존하여 문제를 미연에 방지합니다.