行業動態
夏季持續高溫天氣,光伏發電豈不是要起飛?
就說這高溫天氣把人逼瘋到什么程度了。
有人甚至動了買太陽能的心思,來給自己家空調供電。

這種天氣下,英國7月一天的太陽能發電量就達到了66.9吉瓦時,能滿足全國8.6%的需求,德國那邊據說還達到了太陽能發電量單日新高。
難道說,極端高溫還真能“百害而有一利”?

BUT,非常抱歉,你可能想多了。
光伏發電,其實也怕高溫!
太高溫,光伏發電效率下降了
光伏發電的原理,本質上是利用光照射半導體產生的光伏效應(光生伏特效應),將光能直接轉變為電能。
具體來說,就是通過將太陽光照射到P型半導體和N型半導體接觸形成的PN結上,PN結吸收光子的能量后,激發電子和空穴(向相反方向移動),從而出現異號電荷積累形成正負兩極,產生電壓。
從這個角度來看,更多的光能確實能產生更多的電能。
BUT,高溫不等于更多的光能(即使沒有太陽光,環境溫度也可能非常高)。
在夏天,逆變器的工作環境溫度較高,所以逆變器一般會被安裝在遮陽通風的高處,安裝在室外的效率會降低。解決逆變器安裝室外影響發電效率的方法就是在逆變器上做一個遮陽的蓋子,并且要保持逆變器的通風。
另外,光伏組件會隨著溫度的升高,功率呈下降狀態。也就是說,溫度越高,光伏組件的輸出功率會越低。
實際項目案例:

在一年的發電量參數中,5、6月份發電量最高,7、8月開始逐月下降。這是非常正常的現象。同理。在冬天,光伏組件的輸出功率反而是比較高的。一個500W的組件在冬天的輸出功率可以達到510W。
不僅如此,它還會嚴重影響半導體的工作效率。
受自身性質影響,半導體的溫度穩定性極差,必須保持在20℃~30℃范圍內才能正常工作,高溫散熱不及時的話,直接就燒壞斷路了。

除此之外,高溫還會產生熱斑效應和PID效應等影響。
熱斑效應,指串聯支路中部分組件因某些原因被“遮蔽”,不僅無法產生電量,還會被當做負載消耗其他支路產生的能量。
一旦出現高溫天,局部溫度過高的情況就會被加劇,強化熱斑效應,直接導致組件電池板老化、損壞的情況。
畢竟作為暴露在外界的“一大塊板子”,光伏電池板不可避免會被污染,如出現鳥屎等。
放在平時,鳥屎也就是導致一個小電阻,但高溫一出現,就會加劇它帶來的影響,極易出現燒壞組件的情況。

除此之外,PID效應(電勢誘導衰減)也會隨著高溫潮濕的環境加劇。
由于高溫天氣往往也伴隨著潮濕,因此空氣中的大量水蒸氣,會通過封邊硅膠或背板進入組件內部,從而導致組件內部大量電荷聚集在電池片表面,造成性能嚴重下降。

綜合來看,光伏發電的適宜溫度在25℃,溫度太高反而影響發電。
此外,高溫也可能對光伏電站各項設備造成更嚴重的影響。
01、高溫對電纜及電氣絕緣的影響
高溫對絕緣材料的性能和壽命都有直接的負面影響。這種影響不僅體現在電機、變壓器、電感等線圈的漆包線上,也體現在各種塑膠線等電線電纜上。實際上,無論是哪種材料,它們的耐受高溫的能力都是有限的。
過高的工作溫度會導致絕緣性能下降等問題,特別是在長時間使用中更加明顯。這些問題如果嚴重的話,可能會引起絕緣崩潰,進而導致短路爆炸或火災等安全事故的發生。因此,為了確保設備和人員的安全,必須采取有效措施防止高溫對絕緣材料產生的負面影響。
02、高溫對光伏連接器的影響
目前,在光伏發電組件及組件串之間的連接、匯流箱、逆變器等部件直流端連接方面,廣泛采用了國際標準的MC4接插件。
MC4接插件作為一種單芯接插件,具有密封性好、接插方便、檢修和維護方便等諸多優點。但同時也存在一些缺陷,比如它怕高溫、易老化、怕雨水淋浸等問題。因此,在進行組件連接器的安裝和使用過程中,需要注意避免陽光暴曬、高溫、淋雨等情況,以免導致接頭老化、內部接頭和電纜銹蝕,從而增加接觸電阻并甚至導致打火,從而降低系統效率或引起火災事故。
因此為了確保MC4接插件的性能穩定和長期可靠地運行,在安裝和使用過程中,需要注意對其進行恰當的保護和管理,防止出現潛在的負面影響。

03、高溫對電纜及電氣絕緣的影響
高溫對絕緣材料的性能和壽命都有直接的負面影響。這種影響不僅體現在電機、變壓器、電感等線圈的漆包線上,也體現在各種塑膠線等電線電纜上。實際上,無論是哪種材料,它們的耐受高溫的能力都是有限的。
過高的工作溫度會導致絕緣性能下降等問題,特別是在長時間使用中更加明顯。這些問題如果嚴重的話,可能會引起絕緣崩潰,進而導致短路爆炸或火災等安全事故的發生。因此,為了確保設備和人員的安全,必須采取有效措施防止高溫對絕緣材料產生的負面影響。
在一個小規模的光伏發電站中,通常會有成百上千個連接器,而其中只要有一個連接器出現不良狀況,就有可能造成嚴重的影響。
當連接器出現問題時,輕則會導致直流側內阻增大,從而影響電站的發電效率;而重則可能因接觸不良而導致連接器發熱甚至燒毀,進而導致匯流箱和逆變器的燒毀。更加嚴重的情況是,這些問題可能會引發火災,造成極大的財產損失和人身傷害。
因此,在進行連接器的設計、安裝和維護時,需要特別注意避免這些潛在問題的發生。

04、高溫季節光伏電站運維需注意的事情
由于光伏電站直流側電壓高、電流大,同時組串接頭多且安裝環境復雜,因此很多接頭會暴露在陽光下或經受風吹雨淋,極易發生接觸不良,甚至導致打火和燃燒等火災隱患。夏季高溫還會給光伏電站增添更多的不確定性隱患,從而可能增加電氣故障和火災的發生幾率。因此,在日常運營中,必須貫徹“預防為主”的原則,采取有效措施來防范這些潛在的危險。

首先,要特別注意檢查光伏組件、逆變器、變壓器、電線電纜以及接頭等設備和部位的通風和散熱情況,以確保它們能夠正常運行,并避免發生溫度異常的問題。一旦出現異常情況,應立即停止運行并進行處理,以免造成重大事故的發生。

如果遇到光伏發電站電力設施起火的情況,首先需要關閉逆變器并切斷交流電源,并盡快斷開光伏組件串回路,以確??刂苹饎莺捅U舷罍缁鹑藛T的安全。在進行滅火時,要注意穿戴絕緣鞋和絕緣手套,并遵守一定的距離要求,以免發生觸電事故。對于10-35kV高壓電器火災,保持滅火器噴嘴與帶電體的最小距離不應小于0.4-0.6m,并禁止使用水和泡沫滅火器。而在滅火工具方面,適當選擇干粉滅火器、二氧化碳、1211、四氯化碳滅火器或干燥的沙土等比較有效的方案。
總結
夏季高溫不僅會對人體造成不適,而且可能導致光伏電站發電量下降和出現一些不安全和不確定的故障隱患問題。因此,在夏季高溫天氣期間,必須采取以上一系列措施來保護光伏發電站的安全和穩定運行。