“雙碳”目標與平價上網壓力之下,光伏產業正在步入一個新的“大”時代:市場空間大規模增長,方案采用更大尺寸組件、更大功率逆變器、更高系統電壓等級以及更復雜電站應用場景,這些升級變化固然使系統具有更低的初始投資成本以及更高的發電效率,同時隨之而來的安全風險也會變大,需要引起行業的關注和重視。
然而,傳統“頭痛醫頭、腳疼醫腳”被動的解決模式,并不能有效解決和遏制電站安全隱患,尤其是更加復雜的應用場景、更高的系統電壓和更大組串電流方案規模應用,以及光儲融合等新興技術帶來的挑戰,使電站從設計施工到安裝運維整個過程中,產生安全隱患機率成倍增加,亟需行業以更為務實的精神,切實鉆研解決問題,為行業的健康發展保駕護航。
作為全球領先的綠色能源解決方案服務商,隆基清潔能源認為光伏電站質量安全需覆蓋光伏系統整個生命周期,從前期開發選址到設計管理、設備采購,再到施工、消缺、交付,以及智能運維、技術改造,才能使電站“安全性、可靠性”得到充分保障。截至2021年中,隆基清潔能源已完成電站開發建設40余座,裝機容量超過4GW,這些項目遍及全國各地,地理環境、地形地貌各不相同,未發生重大安全事故,全部可靠運行。
主動預防,防患于未“燃”
近年來,有關光伏質量問題引發安全事故的新聞不時見諸報端,今年以來,僅國內就發生數起電站安全事故,事故不僅造成電站設施、發電收益的損失,還可能危及建筑和人身安全。
更令人遺憾的是引發電站事故的因素雖然很多,但并非不可避免。不少業內人士指出:“很多光伏電站事故的發生,主要原因在于缺乏主動預防的意識,只有電站出問題了,才會發現原來有這些故障隱患,甚至有些故障沒有被及時發現,而引發火災等嚴重事故。”
對此,隆基清潔能源研發總監唐小棠十分痛惜,他指出:“每一次的電站安全事故都會伴隨著慘重代價的付出,如果不能深究問題產生的根因,并針對性給出解決方案和保障措施,類似事故還將不斷在行業重演。”
鑒于此,隆基清潔能源集中全公司的優勢資源成立了光伏系統火災防治工作組,專門對行業中曾發生過得光伏系統火災進行根因分析、給出解決方案,在隆基的項目中避免類似問題的發生。
例如,今年上半年,國內某山地光伏項目火災事故發生后,隆基清潔能源立刻組織了公司內外專家開展專題分析研究,并總結了接入同一MPPT的組串距離過遠,不同組串之間接地阻抗過大,在雷電天氣“誘發”之下容易引發火災事故的典型案例。并且公司立即組織了對旗下所有電站進行了全面檢查,排除同類型隱患。
此外,隆基清潔能源還利用智能化、數字化工具平臺,開發了經驗案例系統平臺,將公司以及行業在開發、設計、建設和運營維護過程中的經驗教訓進行總結收錄,特別是針對教訓的根因分析總結案例,并舉一反三,作為清潔能源的知識庫用以指導未來各類型電站的開發建設工作,保障電站質量。
唐小棠表示:“人們對‘可靠性’的認知是不斷進步的,任何人和公司都不敢保證光伏電站25-30年生命周期內絕對不出故障,唯有主動出擊、提前預防,在方案選擇、設備選型,以及設計階段就排除各類隱患,控制好關鍵的工程交付環節,并借助智能化運維技術,打造‘零缺陷’的高可靠光伏電站。”
品質為基,AI增效,大幅提升工程及運維可靠性
除了消除光伏系統自身的隱患,做好各類事故防范外,保障光伏電站安全可靠的最佳策略,就是從設備質量、設計施工、運維等方面著手,從項目根源上杜絕事故出現的可能性。
近年來光伏技術加速迭代,致使部分產品質量標準滯后于技術,客觀造成了光伏電站安全隱患上升。例如針對1500V系統低壓斷路器及配電柜,隆基清潔能源與產業鏈合作方共同研究發現:僅僅滿足國家基本標準不足以解決光伏場景的安全可靠性。
為此,隆基清潔能源在選擇關鍵設備供應商上,堅持將質量保障和可靠服務放在首位,并聯合華為、陽光電源、華鵬等行業相關領域代表企業,制定了隆基光伏電站低壓配電柜安全設計規范要求,顯著控制了行業中常見的斷路器及低壓配電柜起弧引發質量事故問題。
設計施工規范更是電站質量安全重中之重,一座“先天畸形”的光伏電站無法保障25年平穩運行,因此一個專業的光伏電站設計建設團隊至關重要。此外,項目建設期整個場區的全流程過程管控,也是保障項目規范建設的重要一環。
據了解,隆基清潔能源著手建立了一套完善的工程項目質量管控制度,通過對關鍵工藝精細化分析,尋找質量問題產生的根因,針對性提出解決方案和保障措施。以比較常見的高壓電纜頭故障為例,通過對行業內各類電纜頭故障原因分析,找出電纜頭爆裂問題根源,從技術、管理、制度流程三方面給出解決措施,優化完善質量保障流程、工程施工管理制度,保障項目不出現類似問題。
在運維環節,為業主提供科學合理的運維服務,通過大數據分析進行故障預判,在尚未造成損害之前提前采取預防措施,使得電站少生病、不生病,保障客戶收益。當前,越來越多的光伏電站借助智能化手段實現高效運維。以隆基清潔能源自主開發的電站評價系統為例,通過大數據分析、機器學習&神經網絡智能算法,為電站進行智能體檢,還能對電站總體運行、性能表現進行綜合評估,主動識別故障、拆解并排序電站損失、發掘可挽回發電量,并自動匯總信息,生成運維報告。
除此之外,無人機等先進設備當前也是光伏運維的重要助力,可以實現熱斑檢測、線路巡檢、容量統計等多個環節智能化。其中,隆基清潔能源無人機自動統計識別光伏電站組件安裝容量這一項技術,大幅縮短項目竣工統計耗時,在山地項目中相較傳統人工統計方式效率提升30倍,且一次性準確度達到100%。
科技引領,高可靠性光伏迎來新使命
在“雙碳目標”下,光伏的外延在不斷延伸,光伏+已經深入到多能互補、儲能、綠氫、生態修復、鄉村振興等多個領域。如此復雜的應用場景給光伏電站的質量安全帶來新的挑戰,另一方面大尺寸組件、高功率逆變器等先進技術的應用,也須以可靠性為前提。
據唐小棠介紹,在隆基的科研過程當中,可靠性一直都是其產品開發的前提。“每一項新技術、新材料到光伏電站大規模應用,不僅要經過公司內部嚴格質檢、測試,還要將其放到隆基在全國搭建的北方嚴寒地帶、南方酷暑地帶、西部沙漠地帶、中部農光互補等各類應用場景戶外實證電站,進行發電量分析和可靠性驗證,然后在試驗區進行小范圍試用評估,最終達成預期效果才能真正投放市場,應用到光伏電站之中。”
如此繁復程序和流程,是否到實際應用中已然“落伍”?答案當然不是!
事實上,隆基清潔能源在設備系統融合創新一直領先行業。組件方面,同屬于隆基的系統與設備端有聯合辦公機制,使系統需求融入到組件研發階段,系統方面的經驗案例又幫助組件優化提升。隆基每年最新款組件發布時,也就是基于該款組件的解決方案發布之時。逆變器、支架等設備上,清潔能源與龍頭廠家開展聯合創新研發,早在2017年就提出了組件、逆變器和支架‘1+1+1>3’理念,行業中得到廣泛認可的智能IV組串檢測、與跟蹤支架結合等功能特性,都有隆基清潔能源的一份貢獻。隆基清潔能源充分利用分布在全國各地的實證電站,開展數據分析與系統優化驗證。
“隆基清潔能源一直致力于打造行業領先的光伏電站解決方案,在安全可靠基礎上追求成本與效率的平衡,這也是隆基‘穩健可靠,科技引領’品牌理念精髓所在。”唐小棠表示:“在國家綠色經濟指引下,隆基清潔能源將繼續以‘安全可靠’為基礎,順應市場需求,讓光伏與一體化基地、多能互補、綠氫、生態修復、鄉村振興更友好的結合,承擔起光伏行業光榮而艱巨的新使命。”
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