(樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川 樂山 614000)

一、引言

在全球氣候變暖趨勢嚴(yán)重，海平面逐漸上升，化石能源遭遇危機(jī)，環(huán)境破壞愈發(fā)嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境壓力下，全球氣候協(xié)議《巴黎協(xié)定》于2016年11月4日正式簽訂，這標(biāo)志著世界各國就共同應(yīng)對氣候變化達(dá)成政治共識，同時也傳遞出全球各國積極推進(jìn)可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的決心。同時，習(xí)總書記也多次提出，中國要堅(jiān)持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，大力推進(jìn)綠色循環(huán)發(fā)展。我國也制訂了綠色低碳能源發(fā)展目標(biāo)：到2030年，非化石能源占一次消費(fèi)能源比重達(dá)到20%左右，單位GDP二氧化碳排放量比2005年下降60%-65%。在眾多的可再生能源中，太陽能因其分布廣、潔凈、取之不盡等優(yōu)點(diǎn)，備受世界各國關(guān)注，近些年來得到了迅猛發(fā)展。按照“十三五”規(guī)劃內(nèi)容，到2020年預(yù)計(jì)我國的光伏裝機(jī)量將達(dá)到 1.5 億千瓦。隨著光伏電站的裝機(jī)規(guī)模越來越大，光伏系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)也愈加突顯。

二、光伏組件選型風(fēng)險(xiǎn)

光伏組件的類型多種多樣，其中常用于建設(shè)光伏電站的有單晶硅太陽電池組件、多晶硅太陽電池組件、薄膜太陽電池(非晶硅、銅銦鎵硒、鏑化鎘等)組件以及高倍聚光太陽電池組件。且不同的光伏組件的工作效率、特性、適用環(huán)境以及價格都有所不同。例如：薄膜光伏電池多用于附著建筑物表面，其柔性好，外觀美，但光電效率比晶體硅太陽電池的效率要低；再例如聚光太陽電池組件光電轉(zhuǎn)換效率雖然高，但這種組件需要另外配備一套包括聚光器、散熱器、跟蹤器及機(jī)械傳動等結(jié)構(gòu)的聚光系統(tǒng)，這樣又會增加項(xiàng)目預(yù)算成本，投入與產(chǎn)出比太低。因此我們要根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際地理位置、地理?xiàng)l件、規(guī)劃占地面積、電站容量、預(yù)算成本等因素去進(jìn)行一個全面的、科學(xué)合理的規(guī)劃，從而避免給后期光伏電站建設(shè)帶來風(fēng)險(xiǎn)隱患。

三、安裝方式選擇風(fēng)險(xiǎn)

光伏組件常見的安裝方式有固定式、單軸跟蹤式和雙軸跟蹤式等，其中單軸跟蹤系統(tǒng)和雙軸跟蹤系統(tǒng)由于可以追蹤太陽的角度，所以可大大提高光伏組件發(fā)電量。但根據(jù)科研工作者的大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析得出：與固定式光伏系統(tǒng)相比，單軸水平跟蹤系統(tǒng)可以提高約40%的發(fā)電量；單軸跟蹤傾緯度角系統(tǒng)可以提高約51%的發(fā)電量；雙軸高精度跟蹤系統(tǒng)可以提高 56%的發(fā)電量。但無論是單軸跟蹤還是雙軸跟蹤系統(tǒng)，目前技術(shù)水平并未十分完善，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)程序錯誤或發(fā)生機(jī)械故障的風(fēng)險(xiǎn)較大，該風(fēng)險(xiǎn)一旦發(fā)生，反而可能會使發(fā)電量大大降低，同時跟蹤式前期建設(shè)投入成本高，后期運(yùn)維難度大，使用壽命也無法預(yù)估，收益風(fēng)險(xiǎn)大。固定支架雖然發(fā)電效率相對較低，但其不僅前期投入低，而且結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、安裝運(yùn)維方便、使用壽命長，收益風(fēng)險(xiǎn)相對要小。

四、組件的安裝設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)

光伏組件科學(xué)合理的傾角及方位角設(shè)置，可以使光伏發(fā)電系統(tǒng)獲得最優(yōu)的斜面輻射量，從而提升整個光伏電站的發(fā)電量?？茖W(xué)合理的光伏陣列間距的設(shè)計(jì)，可以保證前排陣列不對后排陣列造成陰影遮擋，從而有效避免熱斑效應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，提高組件的發(fā)電效率；同時，陣列間距的設(shè)計(jì)還需要考慮后期運(yùn)維難度問題，某些電站在設(shè)計(jì)時對運(yùn)維問題考慮不足，導(dǎo)致后期運(yùn)維難度極大，甚至無法正常運(yùn)維。

五、逆變器的選型風(fēng)險(xiǎn)

光伏并網(wǎng)逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中除光伏組件外另一關(guān)鍵設(shè)備，對于光伏系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和可靠性具有舉足輕重的地位，逆變器的效率和可靠性直接影響整個系統(tǒng)的效率。逆變器的選型主要應(yīng)考慮以下幾個問題。

(一)性能可靠，效率高

光伏逆變器是光伏系統(tǒng)中除組件之外的另一核心部件，逆變器的性能直接決定整個光伏系統(tǒng)的性能。如果在發(fā)電過程中逆變器自身能量消耗過多，將導(dǎo)致系統(tǒng)總發(fā)電量的損失和系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性下降，因此不僅要求逆變器成本低、效率高，而且要工作可靠，并能根據(jù)目前光伏方陣的運(yùn)行情況輸出最大功率。單臺逆變器容量越大，單位造價相對越低，但是單臺逆變器容量過大，會導(dǎo)致逆變效率的降低，而且在其發(fā)生故障時對整個系統(tǒng)的可靠性影響也是最大的。

(二)要求直流輸入電壓有較寬的適應(yīng)范圍

光伏組件的輸出電壓隨負(fù)載和日照強(qiáng)度以及陰影遮擋而變化，這就要求逆變器必須在較大的直流輸入電壓范圍內(nèi)能保持正常工作，并能輸出最大功率。

(三)具有保護(hù)功能

并網(wǎng)逆變器還應(yīng)具有孤島保護(hù)、直流反接、交流過壓、欠壓保護(hù)，超頻、欠頻保護(hù)、高溫保護(hù)，交流及直流的過流保護(hù)，直流過壓保護(hù)等保護(hù)功能和低電壓穿越能力。

(四)波形畸變小，功率因數(shù)高、防護(hù)等級高

大型光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行時，為保證系統(tǒng)的電能質(zhì)量，要求逆變電源輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波電能，電流波形必須與外電網(wǎng)一致，頻率一致，波形畸變小于 5%，高次諧波含量小于 3%，功率因數(shù)盡量接近于 1。

六、小結(jié)

本文針對光伏電站項(xiàng)目在系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)中存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了分析識別，有利于光伏電站項(xiàng)目管理人員建立科學(xué)合理的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評價指標(biāo)體系，從而制定出有效的的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對策略，保障整個項(xiàng)目的順利實(shí)施，同時保障項(xiàng)目投資者的利益免受損失。