摘要：随着社会的发展与进步，能源的消耗也逐渐增加。各种环保措施与节能政策的出台，对能源的供给也提出了新的要求。其中对于太阳能的探究和应用较为广泛，太阳能作为新型能源，有着普遍，安全且无害等重要的优点，在现在的社会中开始逐渐得被频繁应用在各个领域，为人们的日常生活提供了极大的便利、然而利用光伏发电也需要一系列复杂的流程和工序，最后为人们所使用的光伏发电系统也需要有关的运行和维护。文章针对光伏发电项目展开研究，由于该发电系统比较复杂，涉及许多关键技术，对光伏发电系统的运行进行分析，可以提高光伏发电系统的稳定性，为后续的维护工作的开展提供指导。
关键词：光伏发电；太阳能；运行；维护
引言
光伏发电系统通常是指太阳能电池利用太阳能，结合太阳能半导体器件其中的P-N结构，通过光生伏特效应的原理吸收太阳光中的辐射能源，再通过转换装置将其吸收的光的辐射能转化为电能从输出端输出，完成直接发电的过程。光伏发电在目前是主流发电方式，太阳能半导体材料的制备以及应用也是当今社会普遍的发电研究课题，光伏发电系统的组成设备和发电过程如图1所示。
1 光伏发电系统的组成与原理
光伏发电系统要实现光能到电能的转变，通常包含了蓄电池、光伏方阵、控制器、逆变器、配电柜与太阳光跟踪系统等部分，其中还包含用来聚光的反射镜与聚光透镜。
光伏方阵采用光伏模板组成特定形式实现对光能信号的捕捉与积累，在光生伏特效应下，实现在蓄电池两端电荷的累计，形成的电荷在电池两端形成了电动势，完成光能到电能的转变。蓄电池可以实现电能的储存与放电，其中为防止电能储存过多或放电严重的情况，一般添加控制器，控制器保护蓄电池的充放电过程，可以对蓄电池的寿命起到延长的作用。要实现直流电到交流电的转变往往需要添加逆变器，逆变器按应用要求不同常分为正弦逆变器与方波逆变器两种，前者应用范围广，但是成本相对的较高。太阳光跟踪系统可以捕捉太阳光的变化，实现随太阳光转动的目的，保证发电效率的最大化。
图1 光伏发电系统的组成设备和发电流程图
2光伏系统中光伏组件的运行和维护
作为光伏发电系统重要的核心结构，太阳能电池板能够对能源进行收集，从而实现电力的输出。当太阳能电池板工作时，将收集到的太阳能辐射，实现电能的转换，然后通过传输设备，储存在蓄电池内，从而有效保证电能的利用，并发挥推动和负载的功能。所以，为有效维护光伏电站运行情况，需要对光伏系统和组成结构进行以下几点的措施保护。
2.1光伏组件的清洗问题
经过长时间的使用，光伏发电系统中的组件和结构，会造成许多灰尘的积累，这就要求定期对光伏组件进行清洁和整理，确保光伏组件和结构干净。由于积累的灰尘会对光伏电站的运行产生巨大的影响，并且灰尘的出现，不仅会阻挡光伏组件吸收太阳能，同时也能阻碍热量传导的进行。如果不及时清理太阳能电池板表面灰尘，会随着不断增加的灰尘，造成太阳能电池板的燃烧。这是由于灰尘具有很低的导热系数，大量的灰尘会增加太阳能电池板的热量，就会出现自燃情况。这就会对光伏组件造成损害，增加危险的发生概率，同时造成严重的经济浪费，对于光伏组件的清洗工作，要定期并且仔细全面地进行。在我国当前对光伏组件清洗过程中，有四种作为主要的清洗方法：（1）通过人工清洗，工作人员使用长距离的拖布，使用洗尘剂能够有效地清除灰尘。利用拖布与光电组件表面进行摩擦， 能够出现静电现象，将表面的灰尘和杂质清除干净。但是也会对组件产生压力，从而使组件出现弯曲或损坏，而且也会对收集太阳能产生阻碍，出现的大面积遮盖区域，会降低组件对阳光的吸收。（2）人工水洗方法，使用小于0.4MPa压力水管，对准组件进行清洗，能够有效避免人工清洗对组件产生的伤害。这种方法的优点是能够有效清除组件表面的灰尘，同时也能减少由于遮盖区域，造成太阳能吸收少的问题。（3） 使用专业的工程清洗车，在维护工程中，可以购买或者租赁使用。（4）使用机器人进行清理工作，不仅可以对组件表面的灰尘和杂质进行清理，同时能够根据天气的变化，例如雪天情况，实现快速全面的清理工作。在人工智能的控制下，不仅可以降低运行成本，同时能够不间断地进行工作。但是出现的主要缺点，会由于组件边缘，对机器人产生阻碍。
2.2 光伏组件的定期检查
光伏组件是光电系统中较为重要的部分，应该定期检查，通常来说光伏组件容易发生的问题地方在于存在玻璃破碎，颜色发生明显的变化，线盒开裂、扭曲等情况。
3光伏系统中蓄电池的运行和维护
蓄电池作为光伏发电系统的电能储存装置，要保证电能存储的安全性与稳定性，就应保证蓄电池处于适宜的温度，恶劣环境下应做好保温或散热工作。蓄电池虽然更换的频率不高，但是也应做好检查维护工作，一旦在例行检查中发现蓄电池故障，就应及时更换并做好相应的安全保护措施。蓄电池常规故障有膨胀、干瘪与漏液等，当蓄电池出现此类问题时，应及时查找问题出现的原因，并做好应对措施，在更换合格的蓄电池后，对问题的根源进行检测，避免类似故障的出现。
4 光伏系统中控制器和逆变器的运行和维护
控制器和逆变器是光伏系统中的重要设备，其中控制器在运行过程中应该注意以下问题：
（1）控制器上面应该有警示标识，且警示标志必须要清晰可见。
（2）控制器之间的接线端应该注意，不能出现生锈，腐蚀等现象。
（3）控制器内的高压熔丝应该符合相关规定要求的规格。
（4）直流输出母线的正极对地、负极对地、正负极之间的绝缘电阻应大于2Ω。
逆变器在运行和维护过程中应注意在结构连接上保持完整，应该尽量避免积灰、生锈、腐蚀等问题，对温度环境的控制方案也应该完备，警示标志应该清晰可见。
5热斑现象的产生和避免
在对太阳能电池长期的维护过程中发现，在特殊的环境中会出现热斑情况。这可能是由于积累的灰尘，或者清理时候产生的遮挡，使得太阳能辐射能，不能被光伏设备集中和吸收，从而阻碍光能转换成电能。当受到遮挡的位置温度不断升高，会造成这个区域的光伏组件表面受到的破坏，从而出现热斑现象。通过不断的研究和分析中得知，会由于两种情况，使热斑情况出现在光伏组件中，一种是内阻，另外一种是电池片自身暗流电流。通常从源头开始，使遮挡光电组件的灰尘或其他东西，得到有效地去除，从而减少由于热斑现象造成的破坏。另外，要对电池内部和逆电流情况进行了解，或者增加组件的功能，确保其能够高效的运行。也可以通过提高清理能力，增加机器人的使用，使更多的阻碍物质得到清理，减少热斑的出现情况。
6总结语
总而言之，光伏发电具有清洁无污染、可再生、成本低、工作性能稳定等优势，做好光伏发电系统的运行和维护就显得极为重要。同时利用光电系统的原理和特点，对其运行和维护等方面进行研究和讨论，并结合清理方式和方法，有效减少由于热斑现象产生的问题，从而增加光伏系统运行和生产效率，为我国光伏能源发展奠定坚实的基础。
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论文作者:王业袖
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/7
标签：光伏论文; 组件论文; 系统论文; 太阳能论文; 蓄电池论文; 灰尘论文; 电能论文; 《基层建设》2019年第15期论文;