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集中式光伏电站迎战超级台风:生存指南与技术前沿

发布于:2025-09-26 11:02:26 来自:电气工程/光伏太阳能 [复制转发]

 

超强台风过境,一片狼藉的光伏阵列现场,有的被撕裂成碎片,有的却 完好无损 ——其差异关键不在于台风本身,而在于电站是否做足了“功课”。

台风“摩羯”在海南文昌沿海登陆,中心附近最大风力 17级 ,风电场有多台风电机组被折断,经济损失超过百亿元1。同样,台风“杜苏芮”以强台风级别登陆福建晋江沿海,成为当年登陆我国的最强台风8。

然而在灾难现场,勘查人员发现一个有趣的现象: 有些光伏电站几乎全军覆没 ,而另一些则 毫发无损地度过了风暴 18。

01 台风对光伏电站的三重威胁

超级台风对集中式光伏电站的冲击主要表现为 机械结构破坏、电气系统损坏和安全隐患 三大方面。

当台风风速超过一定限度,光伏电站的 薄弱环节最先暴露 。在福建晋江,一个采用柔性支架和夹具安装的光伏电站在台风“杜苏芮”袭击中损失惨重,现场有 超600块组件受损 ,包括组件脱落受损、重物砸伤等8。

台风的破坏力不仅来自风自身,还有其携带的杂物。台风吹起的彩钢瓦、脱落组件、瓷砖等异物落到组件表面产生撞击,会导致组件被砸裂或砸穿8。这些飞来物体如同炮弹一般,对光伏组件造成致命伤害。

电气系统同样面临严峻考验。台风常伴随暴雨,可能导致 电缆沟及设备基础积水、浸水 1。如果关键电气节点存在密封问题,极易引发短路事故,进而造成整个系统瘫痪。

02 光伏支架的抗风能力与技术革新

光伏电站的抗风能力 绝大部分由光伏支架和配重系统决定 12。当前,支架技术已经取得了显著进步。

理论上, 优质固定支架的最大抗风能力可达216公里/小时(17级台风) ,而太阳能跟踪支架最大抗风能力为150公里/小时(约13级台风)12。

技术创新不断推高光伏支架的抗风性能门槛。一道新能开发的柔性支架系统采用 空间索网结构设计 ,通过预应力钢绞线代替传统檩条,东西向采用两根预应力钢绞线承重,南北向使用排间柔性稳定抗风系统4。

这种结构能有效抵御外部荷载作用,大幅提升系统抗风和振动阻尼能力。

专利领域也涌现出各种抗风支架设计。一种抗风压的集成式光伏支架,设计了可沿着主梁转动且可通过盘簧复位的光伏架,各个光伏架分体与主梁连接9。

当受风力影响时,各个光伏架受风翻转角度不一,形成相对较大的间隔用于风的穿过,从而减少受风面积,提高抗风压能力。

组件自身的结构也影响抗风能力。例如,中来股份的御风组件采用 单玻结构 ,正面采用2.8mm全钢化玻璃、背面采用透明网格背板,边框采用御风合金钢边框10。这种设计赋予了组件更全面的抗风能力,能够通过60m/s(相当于17级大风)的风洞测试10。

03 成功案例:抵御17级台风的实证

在台风“摩羯”袭击海南后,位于海南定安龙湖的 一道新能渔光互补项目 安然无恙4。经TüV莱茵现场检测,所有组件外观与EL性能均完好无损4。同样,安装在海南文昌市会文镇的中来股份御风组件也成功抵御了“摩羯”的袭击10。

这些成功案例表明, 只要设计合理、材料合格、施工规范,光伏电站完全有能力抵抗超级台风

浙江宁波的一些分布式光伏电站在抵御台风方面也积累了成功经验。2015年超强台风“灿鸿”正面袭击宁波,中心风力达到17级5。建于当地的一处屋顶分布式光伏电站和车棚电站,以及跟踪式光伏电站,在经受14~16级瞬时风力的考验后 没有丝毫受损 5。

该电站的成功经验在于:根据当地情况,严格参照沿海建筑物的抗风抗震参数进行设计,选择具有较强耐压能力的镀锌支架,并在电池组件的设计和布阵上充分考虑抗风的卸风口5。

04 防风措施全周期管理

台风过境前的防范工作 至关重要。在台风季节来临前,电站运维人员应对光伏电站进行全面检查,包括螺栓紧固件、扣件、挂钩、夹具是否牢固,中压块和边压块是否松动16。

对于地面电站,应对阵列两侧的地锚进行夯实处理。可以 加装防风拉杆并紧固 ,以防光伏支架随风扭动1。固定墩较小的电站,可以用沙袋、铁丝绳索等增加电站配重12。

电气系统的检查同样重要。需要确保排水渠排水畅通,检查排水系统、电缆沟及设备基础是否存在积水、浸水问题1。同时,注意清理光伏站周围的异物,如广告牌等,防止倾倒砸坏光伏设施1。

台风过境后的处置工作 同样关键。台风过后,工作人员应检查组件是否有损坏,并清理光伏组件上异物;检查光伏电站的各个电气设备,检查交直流端口是否连接正常1。

特别需要注意的是,暴风雨过后,靠近或接触光伏逆变器及组件与供电线缆的连接部时有可能会触电, 电气检查应交给有电工资质的专业人员进行 1。

以下表格总结了光伏电站抗台风的关键技术措施:

图片

05 未来展望:走向更强抗风能力

随着光伏技术不断进步, 光伏电站的抗风能力正在不断提高 。未来,我们可以期待更多创新技术的出现,使光伏电站在极端天气条件下更加稳固。

制定和出台抗风的产品标准和电站建设标准 至关重要10。根据不同地区的气候条件,制定相应的标准,将为提高光伏电站抗风能力提供制度保障。

同时, 风洞测试和数值模拟 等多种方法,能有效测试和模拟支架结构在实际风力作用下的表现7。这些测试方法的应用,将有助于优化光伏支架设计,提高光伏发电系统的效率,延长支架使用寿命。

新型材料的使用也将提升光伏电站的抗风能力。例如, 采用优质碳素钢和低合金高强度结构钢 ,作为提升光伏电站抗风能力的基石10。这些材料具有更高的强度和更好的耐久性,能够更好地抵御强风的侵袭。

福建晋江同一工业园区的两座光伏电站在经历同一场台风后呈现出天壤之别的景象:一座损失较重,另一座仅轻微受损8。差异的关键在于:损失较小的电站采用了 固定支架和压块进行安装 ,并且在台风来临前已对组件进行加固,在部分厂区的屋顶还加盖了防护网8。

随着技术不断进步,如今一道新能等企业开发的柔性支架系统已能 抵抗17级台风 ,并在海南定安龙湖渔光互补项目等实际场景中得到了验证4。这些技术进步为在台风多发地区建设光伏电站提供了更多可能性。

未来,随着新材料、新设计和更严格标准的出现,集中式光伏电站在超级台风面前将 不再脆弱不堪 ,而成为能够抵御自然灾害的坚韧能源基地。

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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

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