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【摘 要】众所周知,在全球光伏发电安装增长量最快的国家,根据国家能源局的对外数据显示,截止2021年5月底,我国光伏发电装机容量2.6亿千瓦,比同期增长24.7%,持续引领世界第一的水平。但由于设备选型不合理,施工质量得不到保证,以及后期管理不到位等问题。光伏电站频发安全事故。本文从设备及操作人员的安全风险角度出发,介绍光伏发电安全中的主要风险点以及相应的防范措施。为光伏发电站人身财产安全贡献一份力量,保障电站生产的安全、顺利进行。
【关键词】光伏电站;火灾风险;自然灾害;人员触电
在环境问题不容乐观的今天,新能源的研发与推广越来受到各个国家的重视。我国虽然自2011年起才开始着手发展光伏能源的研发,其时间稍逊美、日、欧国家,到2016年,我国的光伏发电装机容量就已然占据世界第一。由此可知,中国能源市场潜力也非常大,光伏产业发展仍有较大的发展空间。
一、光伏发电的工作原理及种类
光伏发电的原理是根据半导体的光电效应,由太阳辐射能照射后转换成电能一种能量转化过程[2]。光伏板是光电转换的主要装置及器件,光伏板也被成为太阳能电池。光伏板上会安装大量的光电二极管,经由阳光照射后,就会将光能转化为电能。然后在将大量的光伏板经过并联或者串联在一起,就可以输出较大的功率,此时就被成为光伏板方阵。由于光伏发电为直流电能,因此需要经过逆变器,交、直流转换器变换后就能够储存至交流电配电柜中,在根据我们实际需求,接入电网。
光伏发电站会根据其安装区域、安装位置,以及与之配套形式进行分类。按照安装区域可分为分布式光伏和集中式光伏,以及分布、集中结合的模式;按照安装位置划分的话,可分为沙漠光伏、戈壁光伏、山地光伏、田园光伏、水上光伏、屋顶光伏等不同的称谓,而按照配套形式的话,可以有牧光互补、渔光互补以及农光互补等多种形式。
二、光伏发电存在的安全隐患
在设计光伏电站直流侧时,其工作电压可高达1000V[3],万一发生触电危险,极有可能使电站人员出现生命危险。因此,对于触电风险,光伏电站的工作人员务必要有高度的重视,不能有一丝的松懈。
(一)施工时存在的安全隐患
光伏电站在施工过程中应当严格把控,尤其是对可能在后期运行过程中出现安全隐患的地方,要逐一排查,确保没有遗漏,从根本上消除触电的风险,降低后期发生安全事故的可能性。所有的线缆都需要充分的绝缘保护,避免因为导体暴露造成的触电事故。施工过程中,要避免对线缆的磨损或挤压;在彩钢和线缆、金属穿线管和线缆等可能存在磨损的地方都要做好排查和防护手段,防止触电事故的发生。光伏电站中所有需要在户外安装的设备都需要接地线的链接,并且保证其链接有效、可靠。另外,等电位端子、汇流箱箱体、组件与支架间以及阵列总组件与组件之间,都需要等电位的连接。等电位的有效连接和行之有效的接地线才是保障电站工作人员人身安全最重要的设施之一。
(二)设备缺失或不配型所导致的安全隐患
光伏电站不同于传统发电站,其设备多,且安装复杂,因此任一一处的设备发生故障或者失效都会影响光伏发电站的运行效率,对电站人员造成极大的安全隐患。因此,对于电站的安全、平稳运行,需要对设备的选型有着严格的限制。
(三)在电站运行过程中因为操作失误导致的安全隐患
在上岗之前,光伏电站的工作人员,尤其是运维人员和安装人员务必要经过专业的培训,确保按照光伏电站的规范要求进行正确的检修操作或者施工。例如,应使用绝缘工具对组件进行操作,不要佩戴金属制品及饰品;保持接线插头的干燥,禁止带电闭合或断开电气连接装置,不要将其他金属插入插头内;未穿戴绝缘装备时,工作过程中需要触摸背板受损、边框脱落的组件、玻璃破碎、需要穿戴绝缘设备;阴雨天气禁止进行组件的连接工作;安装过程中禁止触碰接线头。而在操作汇流箱时要注意,在阵列断電检测或者更换汇流箱内部零件时,一定要先断开断路器,然后用钳形表测电流,确认电流为0时,断开熔断器,并在断开支路连接器前再次用钳形表验电,不要因为麻烦而轻视防护,出现触电事故[4]。而对于汇流箱内部部件更换后或者阵列检测后的通电时,先确保接线的正常连接,然后闭合熔断器,再闭合汇流箱的断路器。
(四)缺少防护措施
对光伏电站进行检修或者施工时,为避免意外触电事故的发生,除特殊情况外,应尽可能使用具有绝缘效果的专用防护用品。而对于安装在潮湿的彩钢瓦屋顶上的光伏组件时,在对其带电拔连接器、漏电电缆等做排查工作时,必须按照安全操作规范,穿戴安全保护设备。在日常非检修期间,要绝缘防护用品做到妥善保存,并建立完善的使用、定期检查的管理记录,保证绝缘防护装置的安全、有效。
三、工作人员出现安全事故的应急处理
在保障光伏电站的安全运行时,一方面要从运行维护、设备选型,以及电站的前期设计等多个方面消除从业人员的安全风险,而另一方面则需要建立完善的安全事故的应急预案,保证在安全事故发生时,能够做到及时、有效的补救措施,将工作人员的身心伤害降到最低。以触电事故应急处理为例。当发生触电事故发生时,要立即切断相关的电源,确定触电者周围没有带电物体之后,不要急于搬运身体,也不要处理伤口,应当检查触电者的身体情况,主要是意识、呼吸和心跳,同时立即请求相关的医疗部分进行专业救治。对于心跳、呼吸停止的触电者,要立即进行心肺复苏急救法,利用心肺复苏法使触电者恢复呼吸,重接对心、脑等重要器官的供氧。整个过程必须快速进行,根据触电相关的资料显示[5],对触电者在3分钟内实施有效急救的成活率超过90%,超过6分钟的救活率不足10%,而超过12分钟的触电者,其存活率不足1%。
四、加强光伏人员的安全教育工作
我国的光伏电站事业发展迅速,在国际上一骑绝尘的同时,也在不断出台各项准则规定以规范光伏工作的顺利实施。而对于我国光伏领域的生产人员和管理人员而言,不断更新与细化自身相关知识,熟悉各项政策要领也成为必要的工作。因此,在不断大力培养新的光伏人,同时对现有的光伏人员开展定期培训和考核,进一步提高其光伏技术安全和管理的知识水平,从根本上杜绝由缺乏相关知识而导致的安全事件。
五、小结:
综上所述,光伏电站因其具有极其广阔的发展前景,如今已经成为清洁能源最重要组成部分之一。国家的相关部分也在不断出台各项的操作规程和安全规范,以完善质量监督体系。但在实际的光伏电站运行生产以及设计建设的过程中,依然存在着各种各样的安全生产隐患。而从行业人的角度出发,应全面了解掌握光伏电站自设计到施工、建设以及后面的运营生产等整个流程,并根据市场需求随时纳入新的知识结构,以便能够最大限度地控制光伏发电站的质量风险,从而有效降低潜在的安全问题。
参考文献:
[1]张腾飞. 光伏电站安全与质量管理[J]. 中国科技投资,2019,012(35):103-103.
[2]张力菠,支若楠,鲁海望,等. 光伏电站质量问题根源的系统思考及对策[J]. 太阳能,2020,010(5):3-4
[3]杨旭. 大规模光伏电站集中并网对电网的影响分析及对策[J]. 水电水利,2019,3(6):18-19.
[4]王冰. 彩钢瓦屋面光伏的火灾风险分析及防火对策[J]. 今日消防,2020,53(10):46-47.
[5]游生德. 玉龙光伏电站远程集控风险分析及控制措施[J]. 红水河,2019,038(6):43-45.
作者简介:
左杰川,男,19790917出生,山西忻州,汉族,本科,工程师,研究方向:电力,新能源。
【关键词】光伏电站;火灾风险;自然灾害;人员触电
在环境问题不容乐观的今天,新能源的研发与推广越来受到各个国家的重视。我国虽然自2011年起才开始着手发展光伏能源的研发,其时间稍逊美、日、欧国家,到2016年,我国的光伏发电装机容量就已然占据世界第一。由此可知,中国能源市场潜力也非常大,光伏产业发展仍有较大的发展空间。
一、光伏发电的工作原理及种类
光伏发电的原理是根据半导体的光电效应,由太阳辐射能照射后转换成电能一种能量转化过程[2]。光伏板是光电转换的主要装置及器件,光伏板也被成为太阳能电池。光伏板上会安装大量的光电二极管,经由阳光照射后,就会将光能转化为电能。然后在将大量的光伏板经过并联或者串联在一起,就可以输出较大的功率,此时就被成为光伏板方阵。由于光伏发电为直流电能,因此需要经过逆变器,交、直流转换器变换后就能够储存至交流电配电柜中,在根据我们实际需求,接入电网。
光伏发电站会根据其安装区域、安装位置,以及与之配套形式进行分类。按照安装区域可分为分布式光伏和集中式光伏,以及分布、集中结合的模式;按照安装位置划分的话,可分为沙漠光伏、戈壁光伏、山地光伏、田园光伏、水上光伏、屋顶光伏等不同的称谓,而按照配套形式的话,可以有牧光互补、渔光互补以及农光互补等多种形式。
二、光伏发电存在的安全隐患
在设计光伏电站直流侧时,其工作电压可高达1000V[3],万一发生触电危险,极有可能使电站人员出现生命危险。因此,对于触电风险,光伏电站的工作人员务必要有高度的重视,不能有一丝的松懈。
(一)施工时存在的安全隐患
光伏电站在施工过程中应当严格把控,尤其是对可能在后期运行过程中出现安全隐患的地方,要逐一排查,确保没有遗漏,从根本上消除触电的风险,降低后期发生安全事故的可能性。所有的线缆都需要充分的绝缘保护,避免因为导体暴露造成的触电事故。施工过程中,要避免对线缆的磨损或挤压;在彩钢和线缆、金属穿线管和线缆等可能存在磨损的地方都要做好排查和防护手段,防止触电事故的发生。光伏电站中所有需要在户外安装的设备都需要接地线的链接,并且保证其链接有效、可靠。另外,等电位端子、汇流箱箱体、组件与支架间以及阵列总组件与组件之间,都需要等电位的连接。等电位的有效连接和行之有效的接地线才是保障电站工作人员人身安全最重要的设施之一。
(二)设备缺失或不配型所导致的安全隐患
光伏电站不同于传统发电站,其设备多,且安装复杂,因此任一一处的设备发生故障或者失效都会影响光伏发电站的运行效率,对电站人员造成极大的安全隐患。因此,对于电站的安全、平稳运行,需要对设备的选型有着严格的限制。
(三)在电站运行过程中因为操作失误导致的安全隐患
在上岗之前,光伏电站的工作人员,尤其是运维人员和安装人员务必要经过专业的培训,确保按照光伏电站的规范要求进行正确的检修操作或者施工。例如,应使用绝缘工具对组件进行操作,不要佩戴金属制品及饰品;保持接线插头的干燥,禁止带电闭合或断开电气连接装置,不要将其他金属插入插头内;未穿戴绝缘装备时,工作过程中需要触摸背板受损、边框脱落的组件、玻璃破碎、需要穿戴绝缘设备;阴雨天气禁止进行组件的连接工作;安装过程中禁止触碰接线头。而在操作汇流箱时要注意,在阵列断電检测或者更换汇流箱内部零件时,一定要先断开断路器,然后用钳形表测电流,确认电流为0时,断开熔断器,并在断开支路连接器前再次用钳形表验电,不要因为麻烦而轻视防护,出现触电事故[4]。而对于汇流箱内部部件更换后或者阵列检测后的通电时,先确保接线的正常连接,然后闭合熔断器,再闭合汇流箱的断路器。
(四)缺少防护措施
对光伏电站进行检修或者施工时,为避免意外触电事故的发生,除特殊情况外,应尽可能使用具有绝缘效果的专用防护用品。而对于安装在潮湿的彩钢瓦屋顶上的光伏组件时,在对其带电拔连接器、漏电电缆等做排查工作时,必须按照安全操作规范,穿戴安全保护设备。在日常非检修期间,要绝缘防护用品做到妥善保存,并建立完善的使用、定期检查的管理记录,保证绝缘防护装置的安全、有效。
三、工作人员出现安全事故的应急处理
在保障光伏电站的安全运行时,一方面要从运行维护、设备选型,以及电站的前期设计等多个方面消除从业人员的安全风险,而另一方面则需要建立完善的安全事故的应急预案,保证在安全事故发生时,能够做到及时、有效的补救措施,将工作人员的身心伤害降到最低。以触电事故应急处理为例。当发生触电事故发生时,要立即切断相关的电源,确定触电者周围没有带电物体之后,不要急于搬运身体,也不要处理伤口,应当检查触电者的身体情况,主要是意识、呼吸和心跳,同时立即请求相关的医疗部分进行专业救治。对于心跳、呼吸停止的触电者,要立即进行心肺复苏急救法,利用心肺复苏法使触电者恢复呼吸,重接对心、脑等重要器官的供氧。整个过程必须快速进行,根据触电相关的资料显示[5],对触电者在3分钟内实施有效急救的成活率超过90%,超过6分钟的救活率不足10%,而超过12分钟的触电者,其存活率不足1%。
四、加强光伏人员的安全教育工作
我国的光伏电站事业发展迅速,在国际上一骑绝尘的同时,也在不断出台各项准则规定以规范光伏工作的顺利实施。而对于我国光伏领域的生产人员和管理人员而言,不断更新与细化自身相关知识,熟悉各项政策要领也成为必要的工作。因此,在不断大力培养新的光伏人,同时对现有的光伏人员开展定期培训和考核,进一步提高其光伏技术安全和管理的知识水平,从根本上杜绝由缺乏相关知识而导致的安全事件。
五、小结:
综上所述,光伏电站因其具有极其广阔的发展前景,如今已经成为清洁能源最重要组成部分之一。国家的相关部分也在不断出台各项的操作规程和安全规范,以完善质量监督体系。但在实际的光伏电站运行生产以及设计建设的过程中,依然存在着各种各样的安全生产隐患。而从行业人的角度出发,应全面了解掌握光伏电站自设计到施工、建设以及后面的运营生产等整个流程,并根据市场需求随时纳入新的知识结构,以便能够最大限度地控制光伏发电站的质量风险,从而有效降低潜在的安全问题。
参考文献:
[1]张腾飞. 光伏电站安全与质量管理[J]. 中国科技投资,2019,012(35):103-103.
[2]张力菠,支若楠,鲁海望,等. 光伏电站质量问题根源的系统思考及对策[J]. 太阳能,2020,010(5):3-4
[3]杨旭. 大规模光伏电站集中并网对电网的影响分析及对策[J]. 水电水利,2019,3(6):18-19.
[4]王冰. 彩钢瓦屋面光伏的火灾风险分析及防火对策[J]. 今日消防,2020,53(10):46-47.
[5]游生德. 玉龙光伏电站远程集控风险分析及控制措施[J]. 红水河,2019,038(6):43-45.
作者简介:
左杰川,男,19790917出生,山西忻州,汉族,本科,工程师,研究方向:电力,新能源。