引言

目前，我国是世界上光伏能源应用增长速度最快的国家之一，据不完全统计分析，截至2018年年底，我国光伏发电量超过1.069×1011kW·h，比往年增加了72%。由此可见，光伏发电技术的存在弥补了我国日益紧缺的能源缺口，对促进我国新能源产业的发展和国家“双碳”战略目标的实现具有显著的作用。

1光伏电站的工作原理

在光伏电站中，最基础的设备是太阳能电池板，又称为光伏板，该部件的主要功能是将太阳能转化为电能。当太阳光照射到光伏板上，光伏板上的光电二极管可以直接将光能转化为电能，通过对电能的转化可以生成电流。将各个光伏板串联后，可以形成输出功率较大的光伏阵，从而直接将光伏电能转化为电能，在经过逆变器进行交直流转换后，可以将光伏发电产生的电能直接并入电网系统中供电。

2光伏电站典型风险

若光伏电站发电量不达标，则会严重影响其收益。通过分析近千份光伏电站的现场技术服务报告发现，发电量不达标的主要原因包括：1)光伏组件遮挡严重；2)光伏组件的电势诱导衰减(PID)效应严重；3)光伏组件灰尘损失严重。1)光伏组件组件遮挡严重。宁夏国信检研科技有限公司的检测团队进行了光伏组件遮挡实验，当太阳电池面积被遮挡达到50%时，遮挡位置的温度高达178.1℃，遮挡10min后，背板出现烧焦现象。2)光伏组件的PID效应严重。PID效应会造成光伏组件输出功率衰减，某已并网运行10年的光伏电站光伏组件输出功率衰减严重，对光伏组件性能进行检测，检测结果显示，该光伏电站的光伏组件存在严重的PID效应。PID效应会造成输出功率衰减，且输出功率衰减率普遍在49%左右，严重的甚至能达到60%以上。光伏组件作为光伏电站的核心部件，当其功率出现严重衰减时，无法保证光伏电站的发电量。造成PID效应的因素一般可以从光伏接地系统、光伏组件、环境3个方面来分析。①光伏接地系统方面，当光伏接地系统承受负偏压时，随着偏置电压的升高，太阳电池中载流子的运动也随之加快，从而使漏电流不断增大，最终导致PID效应的发生。②光伏组件方面，太阳电池扩散工艺中掺杂浓度不一致，会导致太阳电池的某些区域掺杂浓度过高或过低，影响太阳电池的整体性能和光电转换效率；掺杂深度不一致会导致太阳电池的局部电场分布不均，影响电荷的收集和传输，从而影响太阳电池的光电转换效率；此外，减反射层的厚度及制备方法等原因也会促使PID效应产生。③环境方面，高温环境易导致半导体的反向饱和电流密度迅速增大，使漏电流增大；且高湿环境会加速EVA酯键的分解，加快Na⁺的产生，从而加速光伏组件发生PID效应。

3光伏电站典型风险的防范措施

3.1防范机械伤害

考虑到光伏电站施工区域的环境因素复杂，会使用到形式多样的机械设备，常见的大型机械设备包括起重机、打桩机及挖掘机等，如果没有做好上述机械设备的管理工作，可能诱发机械伤害事故。在防范机械伤害时，应采取以下措施。在使用各类机械设备的过程中，需要提前做好安全技术交底工作；要定期检查光伏电站施工机械设备的使用情况，分析机械施工时存在的安全隐患，在保障机械设备无故障的前提下将其投入正式的施工作业；要在有保护措施的情况下使用机械设备，针对一些特种设备，在使用的过程中，要严格区分其应用范围，并由专人进行指挥作业；在机械设备的作业过程中，要强化设备管理工作，严禁违规违章操作。

3.2防范人身触电伤害

在光伏电站中含有许多带电体，常见的带电体包括处于运行调试阶段的光伏板、逆变器、变流变压设备及光伏控制系统等。上述设备在运行过程中均可能带电，严重的可能造成人身伤害。为了防范人身触电伤害，可以采取以下措施。相关作业技术人员在进行电气设备作业的过程中应做好绝缘防护工作，严格根据规定佩戴绝缘手套、穿戴绝缘衣物、使用绝缘作业工具等劳保用品，严禁在无防护措施的情况下触碰光伏设备；在实际作业过程中，要切断光伏组件电源，将其搬运到无光环境下进行作业，严禁在存在负载的情况下断电，避免产生电弧；在处理光伏设备的组件边框的过程中，要做好接地设置工作，避免在雷雨天气诱发触电伤害；在设备停电后装设接地线时，应先检测电源，并由2人进行（1人监护、1人操作），先接接地端，后接导体端，顺序为由近及远，拆除时顺序相反。

3.3防范雷电伤害

在光伏电站中，雷电除了对现场操作人员和检修人员造成损害，还会对光伏装置或器件造成毁灭性的损害。为了解决这个问题，可以采取下列防范措施。多数光伏电站可以采用三级防雷设施，在光伏电站选址过程中应尽量避开雷电区；采取有效的措施，防止感应闪电对光伏设备造成冲击，将所有的金属物体，包括设备、机架、金属管道、电缆的金属外壳等与地线连接，严禁进行串接后接；采取适当的措施加强对光伏装置的防雷管理工作，如在出线杆上加装阀式避雷器，低压220/380V的系统可选用低压阀式避雷器，并设置在各回路的出线及零线上；室内架空导线及电缆的金属外壳应在入口处可靠接地，其耐冲击电阻不应超过30Ω；在出现雷暴气候的情况下，要构建科学的现场安全管理体系，加强对接地设备的检查和定期检测。

3.4其他防范措施

（1）接地网的铺设。在接地网的铺设中，需要采用焊接工艺，如果焊接的宽度不够，很容易造成接地网深度大、扁铁线交叉面积增加、虚焊等问题；漏焊也是造成焊接缺陷的主要原因。接地网的安装间隔比较大，而且焊接的施工操作要在现场实施，为了确保接地网的铺设满足要求，要进行专业的工艺控制。如果在检查中发现地线埋设深度不足或扁铁上下弯曲，应检查焊接接头的施工工艺是否符合规范。（2）电缆敷设。在进行电缆敷设时，需要采用放线装置，若不采用放线装置，电缆会在施工初期出现损坏、变形。同时，需要加强专业巡视，要检查支架上的设备和汇流箱内的电缆有无机械碾压现象。（3）电池组件装配。在装配电池组件时，工程师应该准确地进行装配；搬运时不能有剧烈的晃动和撞击，要确保在储存和运送期间不会发生碰撞；要检测蓄电池板的串路电压，在进行电池板接线时，首先要切断电池板供电，待接线完成后，再进行下一步工作。（4）母线箱的安装。母线箱的安装必须确保接地可靠，在与逆变器相连的情况下，安装母线箱时，安装人员要认真熟悉设计图，并做好交流电源变换；母线箱的安装以母线的规格、型号作为检查重点，母线与逆变器的间距较大，要在合适的位置上设定母线与串流回路的间距；从维护的角度来看，要设置避雷组件和标志，若发现不正常，要马上检查相应的电池元件，监测母线的工作状态，利用循环电流的改变等判断母线的操作条件。

结束语

太阳能作为一种清洁能源，有着广阔的应用前景。目前，我国光伏电站的建设、生产过程中存在诸多安全隐患，亟须建立健全的安全与质量监督体系及相关的管理制度，以满足光伏电站设计、施工、建设、生产等各方面的要求，从而降低光伏电站的安全与质量风险。

参考文献

[1]金贵燕.太阳能光伏阵列及光伏发电技术[J].光源与照明,2021(9):40-41.

[2]吴昊喆.基于图像处理的光伏电站除尘决策辅助系统设计[D].银川:宁夏大学,2020.

[3]姜斌.基于钢索固定的屋顶太阳能光伏电站施工技术[J].建筑节能,2019,47(11):172-175.

[4]温小峰.吉林双辽光伏电站支架基础预应力混凝土管桩冬季施工技术[J].农业科技与信息,2018(14):114-115.

[5]吴春华,曹明杰,李智华,等.光伏系统直流电缆故障检测及其定位研究[J].太阳能学报,2021,42(5):267-275.