“海葵”、“杜蘇芮”、“蘇拉”、“卡努”……夏秋之交,臺風頻發(fā)。過去的一個月里,前所未有的高強度臺風頻頻侵襲我國東南沿海地區(qū),光伏電站作為重要的公共設(shè)施和能源基礎(chǔ)設(shè)施,遭受了嚴峻考驗。
“臺風席卷之地,光伏組件吹飛、內(nèi)部出現(xiàn)裂痕、飛石砸出傷痕等問題都可能出現(xiàn)。”福建國電風力發(fā)電有限公司執(zhí)行董事鄭啟山在接受記者采訪時表示,“要保障光伏電站扛過極端天氣考驗,嚴格的防臺工作預(yù)案、合理的光伏設(shè)備選型和及時的災(zāi)后運維服務(wù)都是必要舉措。”
“福建省每年都會有兩三個臺風,同時也是全國光伏裝機大省,多年以來已經(jīng)形成了成熟的光伏電站專項防臺預(yù)案。”鄭啟山表示,“但今年卻有所不同,以超強臺風‘杜蘇芮’為例,臺風路徑相對較為特殊,直接在福建登陸,強度超出預(yù)期,最高風力可達到16、17級,瞬間極限風速更是可以達到每秒55米以上。”
今年7月底,臺風“杜蘇芮”在太平洋上初露鋒芒,受此影響,我國中央氣象臺發(fā)布了今年首個臺風紅色預(yù)警。臺風路徑變幻莫測,沿岸省份光伏電站直面沖擊。
組成部件多、連接點多是光伏電站建設(shè)的兩大主要特點。據(jù)記者了解,一個工業(yè)廠區(qū)的屋頂就可能有數(shù)萬塊光伏組件,而光伏電站還有大量光伏逆變器、支架、連接線等,光伏組件與支架之間的連接、支架內(nèi)部不同鋼結(jié)構(gòu)之間的連接、支架與地面和屋頂之間的連接、線纜之間的連接都可能成為臺風的“攻擊點”。
其中,最為直接的是臺風對組件設(shè)備的破壞。全球領(lǐng)先的太陽能科技公司隆基綠能產(chǎn)品解決方案部負責人王小勇告訴記者,臺風天氣對光伏電站最直接的影響是引發(fā)組件劇烈震蕩,從而導致脫落或者吹飛,但還可能存在潛在影響,包括內(nèi)部隱裂、短路等。“值得注意的是,光伏電站電壓可能達到千伏,如果出現(xiàn)局部破損可能在實際運行時有漏電風險,進而對電站運維人員甚至周邊人員造成人身安全風險。”
極端天氣頻頻侵襲之下,光伏電站開發(fā)運營企業(yè)提前做好準備,嚴陣以待。“電力行業(yè)有個傳統(tǒng),臺風來臨之前就針對不同級數(shù)臺風制定了不同程度的應(yīng)急方案,更有一系列的工作預(yù)案。”鄭啟山指出,“今年夏季情況更為復(fù)雜,為此福建公司與隆基綠能等光伏設(shè)備供應(yīng)商一道,對現(xiàn)有防臺風預(yù)案做出了進一步細化,具體措施包括逐步加固檢查、做好電氣設(shè)備防護等,針對不同光伏電站的特性完善預(yù)防工作。”
隆基綠能技術(shù)服務(wù)人員則圍繞臺風“杜蘇芮”的登陸點,先后到廈門、晉江、莆田等地的6個光伏電站開展了回訪工作。“全員高度重視,防災(zāi)工作全面展開,光伏組件被大面積吹飛的現(xiàn)象很少,光伏電站運維團隊及時進場,針對極少數(shù)損傷組件開展了更換工作。在無法及時更換問題組件的情況下,斷開問題組件所在組串,保證其它組串正常供電,災(zāi)后光伏電站盡快實現(xiàn)恢復(fù)供電,降低經(jīng)濟損失,同時也避免了電站運行中存在的安全風險問題。”王小勇表示。
在鄭啟山看來,雖然極端天氣、自然災(zāi)害威脅不斷,但不是完全不可防范。“一是應(yīng)嚴格按照光伏電站設(shè)計標準規(guī)劃建設(shè),二是選擇高質(zhì)量設(shè)備,嚴格按照要求施工到位,便能夠盡可能地降低災(zāi)害帶來的風險。從實踐來看,盡管今年臺風破壞力驚人,但最終旗下運營的光伏電站都能做到安全穩(wěn)定運行。”
高穩(wěn)定性組件選擇更為關(guān)鍵
除了防臺措施得當外,要保障光伏電站扛過災(zāi)害,更需要合理的設(shè)備選型和電站設(shè)計,從而提高光伏電站的質(zhì)量。“極端風速下最受考驗的就是產(chǎn)品質(zhì)量。”鄭啟山表示,“雖然福建受到了多重臺風襲擊,但最終運營的光伏電站基本能夠在臺風過境后馬上恢復(fù)發(fā)電,產(chǎn)品基本上也沒有受到什么損失。”
以架選型為例,在臺風“杜蘇芮”過境后,相關(guān)巡檢數(shù)據(jù)顯示,與柔性支架和夾具安裝的組件相比,使用固定支架和壓塊進行安裝的光伏組件受損程度明顯較輕,“抗風”能力也明顯更強。
沿海地區(qū)光伏電站對組件的載荷性能要求往往更高。國標IEC61215對組件的背面風載要求為2400Pa,而這樣的組件強度是遠遠無法與“杜蘇芮”級別的強臺風抗衡的。“即使‘杜蘇芮’級別的臺風幾十年一遇,但通過極限測試,依然可以將極端天氣風險降到最低。”王小勇表示,“例如隆基綠能組件的載荷能力為4341Pa,能夠通過60m/s的風洞測試,相當于可抵御17級大風。我們開發(fā)的抗冰雹實驗可保障組件承受直徑大于35mm的冰雹。這些極限測試如同‘防火墻’一般可保障電站25-30年生命周期內(nèi)抵御極端天氣的能力。
實際上,極端大風天氣并不僅僅只有臺風。我國幅員遼闊,如在青藏髙原、新疆西北部等西北地區(qū),年大風日數(shù)在50天以上,區(qū)域溫差導致強對流天氣頻繁;而在華東區(qū)域,如東南沿海及其島嶼,受太平洋氣流影響而產(chǎn)生的臺風影響甚巨;而其它如部分地區(qū)的山地隘口及孤立山峰處也易受氣流聚集效應(yīng)影響,大風災(zāi)害也常常發(fā)生
在王小勇看來,面對愈加頻繁的極端天氣,可再生能源行業(yè)內(nèi)的各環(huán)節(jié)緊密協(xié)同合作必不可少。“作為設(shè)備供應(yīng)商,在臺風來襲后,隆基綠能第一時間與電站業(yè)主進行溝通,積極了解實際損失情況,對災(zāi)后可能需要的修復(fù)提供技術(shù)分析和優(yōu)化措施支持。”王小勇表示,“多年來,隆基綠能通過電站回訪已積攢了諸多實踐經(jīng)驗。這些經(jīng)驗夠為電站運營商提供經(jīng)驗,不斷優(yōu)化電站運維方案,提升對抗自然災(zāi)害的預(yù)防能力。”
原標題:臺風頻頻來襲,光伏電站如何應(yīng)對?