光伏电站你想知道那些事儿---电站故障图文详解

兔子前言

光伏电站地广人稀，所处位置各不相同，有山地，荒坡，草原等等。目前全球装机总量几百GW。电站类别形形色色，质量参差不齐。光兔子君见过的，就有各种各样的样的安装和故障问题。可以说光伏电站也是一个有趣的世界。有些是常见的故障，也有些是让人哭笑不得错误。
那么，光伏电站发生过怎样的问题，光伏电站的质量考量点在哪里光伏电站的建设施工都需要注意怎样的问题呢？
兔子君今天就与大家一同探讨一下。

12简析：整个光伏电站的基础设施主要分为以下几个方面：

• 围栏
• 基础
• 支架
• 接线
• 组件
• 汇流箱
• 逆变器

其中的各个环节都会在设计和生产运行当中出现问题，有些是人为的，有些是因为设计缺陷，有些是运行中产品导致的故障。接下来，兔子就按照以上逻辑，选择重点，给大家详细分析一些实际的例子。

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围栏
围栏主要是指维护光伏电站的保护栅栏，虽然很普通，但是有着它重要的功能。其功能主要有一下三点：

1. 界定光伏电站安全区域，防护安全
2. 标识光伏电站
3. 防盗，保护电站资产
4. 隔离动物

因而正常的光伏电站需要标准的隔离栅栏并注意一下几点：

1. 栅栏密封性要好，在山区草原的偏远地区栅栏下方不应留过大缝隙。栅栏网格不应太大，防止小动物钻进电站破坏。
2. 栅栏应有清晰标识，标定电站主要信息，防止有人误闯入，造成安全问题

与围栏相关的标准有：

兔子上图中的围栏被明显撕开，电站本身处于户外的环境，很可能会有小动物跑进电站。外加电站部分线路复杂，可能造成缠绊和触电现象。导致电站不正常的运行。

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基础

光伏组件的基础包括一下几种类型

• 钻孔灌注桩基础
• 钢螺旋基础
• 独立基础
• 钢筋混凝土条形基础
• 预制桩基础
• 钻孔灌注桩基础
• 钢螺旋桩基础
• 平面屋顶光伏支架基础

光伏电站的基础需要稳固，不然会导致组串整体发生变形，产生隐裂，破坏组串结构。从而降低发电量。

兔子兔子君表示，做光伏电站施工是苦力活。首先要态度端正，在这个基础上讲究技术和手艺。以上图对于业内野外的人士一看都看得出来，没有这么敷衍的。下方的基础估计就是水泥上面外加钢管，草草掩埋。中间也是简单用螺丝加固。一是不稳固，二还是不稳固。

兔子兔子君每次看到大型光伏电站，内心都是心潮澎湃。然而有几次发现组件也是波涛汹涌。该光伏电站本事处理场地时就没有很好的解决地面的问题。当然这个是可以靠后期做基础和支架时弥补的，然而这个电站组串的基础做的并不水平，导致组件此起彼伏。

兔子兔子君看到这里觉得也是惊心动魄。组件君在悬崖上打呼，哥哥我发个电容易么。上期的风沙雨水侵蚀，会导致水土流失。慢慢的崖边的组件会有坠落的风险。对于运维人员，也是很大的安全隐患。

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支架

光伏电站支架主要分为以下几类：按照连接方式分为焊接式和组装式；按照安装结构分为固定式和逐日式；按照安装地点分为地面式和屋面式等。
其支架构成主要包括连接件、立柱、龙骨、横梁、辅助件等部分。 
光伏支架作为支撑光伏组串的结构应该简单、结实耐用，主要有一下注意事项：

• 制造安装光伏阵列支架的材料,要能够耐受风吹雨淋的侵蚀及各种腐蚀。
• 当要在屋顶安装光伏阵列时，要使基座预埋件与屋顶主体结构的钢筋牢固焊接或连接，或者采用大基座与屋顶的附着力，并采用铁丝拉紧法或支架延长固定法等加以固定。
  
• 在光伏阵列基础与支架的施工过程中，应尽量避免对相关建筑物及附属设施的破坏
• 光伏电池组件边框及支架要接地防雷。

兔子在支架上做标记是理所应当的，对于兔子君这样的路痴，可以避免迷路找不到家的风险。标记组串，可以大大的方便运维，提高效率，精准定位问题，及时排除隐患。但是简单的用记号笔写在上面，还是经不起风沙雨水的侵袭。标准化起见，建议用正规的标记牌对组串进行标记。

兔子是的，小小几颗螺丝，直接影响到组件的稳固性能。兔子曾经排查几万块电池板，其中一项任务就是看螺丝和卡扣。还记得又一次风大的时候直接一块组件从天上呼啸而过。就算不砸到人，砸到花花草草也不好啊！

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接线
光伏接线有很多注意事项：

1. 接线所有的端子不应施加太大压力。
2. 组件与组件之间的线路不宜太紧。
3. 线路不宜暴露在光照下，因而组串与组串之间衔接的部分，应该穿过相应的保护胶管。
4. 高压线路与通信线路需要隔离，不然会干扰到通信。
5. 线路上要有过压过流和防雷保护。
   

兔子线路的防雷十分重要，应该保证100%接触良好。

兔子以上的线路不知为何，剪不断理还乱。组件后面的接线应该收好在线槽当中。一是减少损伤，防止漏电。二是防止运维人员，或者动物路过绊倒，有触电的危险。

兔子组串和组串之间应该线路要保证保护。不然风吹雨淋日晒，难免破损老化和漏电。

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组件
光伏电池板是电站的最小发电单元，对于电池板的维护也是十分的重要，一般遇到的问题有如下几点：1.电池板遮阴，---周围的建筑物，树木，电线杆等导致的。该问题会导致电池板发电量较低，在整个发电组串中有发电单元变成负载。同时过热降低寿命。这类在设计之初无法避免。曾经有很多人问过我这类问题。当然我们很难推到建筑物，电线杆等等。更多的是想办法优化阵列的输出，使用组串式或者功率优化器来优化发电结构。---杂草遮挡，我曾经见过电站里组串和组串之间长满了高高的杂草，不但对运维造成了极大的不便同时也对组件造成了遮阴。这类遮挡往往是呈季节性的。要定期注意清理。这里值得注意的是组件下方杂草也要控制，很多杂草从组件下方生长出来，直接造成了电池片的遮挡。不要小看细细的一颗草，可以导致整个组件发电低效。甚至造成热斑，导致组件过热损毁。---鸟粪，这个，面积可以很大。清洗方面虽然说我没尝试过，但是真的时间长了不好清理。很多电站也安装了驱鸟装置。2.积尘，积尘是大面积的，对于干旱的少雨沙漠电站，这一点尤其严重。需要结合积灰率，天气预报以及电站的发电效率，清洗成本的优化清洗方案。3.热斑，有些有瑕疵的组件，比如出厂时有缺陷，搬运时损毁等会导致局部过热，很多火灾是这样引起的。4.PID问题，具体原理如果有朋友感兴趣可以追加里再说，这里就不讲了。在潮湿的环境中尤其会有这样的现象。我了解到的很多电站衰减很大，问我如何监测和修复。PID问题是可以监测和恢复的。通过对电站发电单元输出的一段时间监测，以及红外成像等手段可以定量和定性的确诊问题。很多使用负极接地等手段，但是需要注意安全。5.防盗。这个就不详细说了，电池板都没了，真的没法发电了。很多相关事件发生。我这里见过监控录像中偷组件的全经过。所以有时候养狗和放监控也是有必要的。6.设计方式。组件横放竖放，以及组件之间的连接方式会直接影响到组串的实际发电量。因为底层组件比较容易受到遮阴，因而底层版一般串联在一起。不要与顶层板相接，导致发电低效。

兔子这张照片里明显的看出，有一只光伏组件是与其他组件不同的。颜色较深的是单晶硅，其他均为非晶硅组件。因此而导致的失配，会直接影响电站的发电量。在现在的电站中，混装的现象并不少见。

兔子组件的接线盒也是不容忽视的故障多发点。低功率组件里的bypass二极管由于过热，很可能导致最后烧毁整个组件。

兔子上图为遭遇雷击之后的光伏组件，直接被熔开两个小口

兔子光伏电站低质量组件电池片因为破损，遮阴等因素过热，会加快组件老化。因此二导的火灾屡见不鲜。光伏电站的组件着火很难制止。因为只要有阳光就会发电。因而需要预防。

兔子组件在安装运输过程中也经常性的收到各种损害。组件表面划伤，隐裂直接会导致组件寿命降低，衰减和发电量降低。

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汇流箱
汇流箱是电气连接的中心。主要有一下结构组成

• 箱体
• 直流断路器
• 防反二极管
• 浪涌保护器/防雷器
• 直流熔断器
• PCB板/监测模块

经常会遇到一下问题：

• 由于光伏组串与汇流箱内的接线不牢固，接线错误导致短路。
• 安全防护装置不足导致过压过流或者雷击损伤。
• 由于设备长期运行，电源模块发生内部故障，导致拉弧，以致汇流箱烧毁。
• 内部设计不合理导致过热。
• 保险板端子螺丝松动，造成保险板着火。
• IP等级不够，漏水进尘，导致短路。

兔子以上安全板脱落，现实生活中，很多汇流箱是没有安全防护绝缘板，或者安全防护板脱落的。兔子君请各位运维人员注意，裸露的金属板均带高压。在操作是应谨防触电。

兔子星星之火，可以燎原，对于汇流箱来说，一个点的接触不好会直接导致汇流箱过热着火。

兔子上面两图为检测的接触不良现象。可以看到，在高压电缆的接触点，1和3.这些故障在正常情况下都是看不到的，需要红外成像仪配合检测，才可以发现另外一个新的世界。

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逆变器
逆变器作为光伏电站的心脏，下通直流电，上送交流电。掌握着光伏组串的发电量情况和效率。直接影响着光伏电站的发电效率和运行流畅度。
这里逆变器常会出现的问题主要有：1.    绝缘阻抗低。
2.    母线电压低
3.    漏电流故障：
4.    直流过压保护
5.    逆变器开机无响应
6.    逆变器通讯故障
7.    逆变器硬件故障
8.    逆变器软件驱动故障

兔子逆变器的排风口直接涉及到了逆变器内部的温度问题。在过热的情况，逆变器会停机降温 。同事由于排风口排风不畅，内部灰尘堆积，逆变器电子模块的寿命会骤减。

兔子是的，兔子君在逆变器房现场看到了一个电磁炉和一口锅。记得当年宿舍大爷查寝室的时候也曾经看到这样的场景，一群少年裸着上身，围坐在电磁炉边吃火锅。兔子君看到这样的场景时感同身受。

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遮阴
1.电池板遮阴，---周围的建筑物，树木，电线杆等导致的。该问题会导致电池板发电量较低，在整个发电组串中有发电单元变成负载。同时过热降低寿命。这类在设计之初无法避免。曾经有很多人问过我这类问题。当然我们很难推到建筑物，电线杆等等。更多的是想办法优化阵列的输出，使用组串式或者功率优化器来优化发电结构。---杂草遮挡，我曾经见过电站里组串和组串之间长满了高高的杂草，不但对运维造成了极大的不便同时也对组件造成了遮阴。这类遮挡往往是呈季节性的。要定期注意清理。---鸟粪，这个，面积可以很大。清洗方面虽然说我没尝试过，但是真的时间长了不好清理。很多电站也安装了驱鸟装置。

兔子组件下方杂草也要控制，很多杂草从组件下方生长出来，直接造成了电池片的遮挡。不要小看细细的一颗草，可以导致整个组件发电低效。甚至造成热斑，导致组件过热损毁。

兔子没错，这个项目设计方和施工方就是如此的默契。设计方完全没有看到这个铁杆的存在，施工方在做施工的时候想了想，创造性的用这样一个结构完成了使用。即对原来的设计更改不大，又充分利用了空间和组件。

兔子大树底下好乘凉。光伏组件这样的位置，在一天当中的固定时间也只能休息一下了。

总结

以上为部分电站事故的总结。事实上，发生在光伏电站内的事故远远比以上的事故多，而且复杂。但是万变不离其中，还是很多产品质量，电站设计和人为的因素引起的。在电站的质量勘察中，需要从点滴的经验积累起，做到从小的现象，窥见大的本质。对于电站运维而言，则需要按照响应的规章制度，遵循安全法则，准确定位，及时处理。在后面几期，兔子君还会针对电站运维和多发事故进行更新和总结，敬请大家关注！

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