光伏电站如何才能抵御自然灾害的侵袭

近期，我国自然灾害频发：6月23日，江苏盐城阜宁县遭龙卷风袭击;6月30日以来，长江中下游沿江地区及江淮等地更是接连出现入汛以来最强降雨。

自然灾害给当地民众生产生活带来严重影响的同时，也给当地光伏产业带来巨大损失，比如在盐城，一家公司的3兆瓦屋顶光伏项目全部损毁;而有地区的光伏电站由于受到强降雨及洪涝影响，几乎成了名副其实的“光伏海”。

像龙卷风、台风和大暴雨这样的自然灾害对光伏电站的影响的确比较大。但一般来说，恰恰是在这些自然灾害频发的地区，光伏电站数量较多。面对无情的灾害，光伏电站该怎么办?

业内专业人表示，要想抵御自然灾害侵袭，需要把好光伏电站在选址、设计、施工这三个阶段的关口，关键性工作一个都不能少。而在电站建设完成后，如何有效防御自然灾害，后期运维所发挥的作用不容低估，可以说是环环相扣、不可或缺。

问题一：如何抵御大风侵袭?

夏天来了，台风也来了。台风对光伏电站的影响，往往会有两种答案：“飞起来的”和“飞不起来的”。

这就要从光伏电站的建设方面说起。光伏电站在前期调研阶段，就需要对项目场址的土壤、气象、环境、地质构造等因素进行精准评估。根据项目地点的地质和构造，电站选址应尽量避开台风、龙卷风等自然灾害频发地区。

光伏电站抗风能力绝大部分由光伏支架所决定。理论上光伏支架的最大抗风能力为216千米/小时，光伏跟踪支架最大抗风能力150千米/小时(大于13级台风)。抵御台风，首先需要有很牢固的光伏支架。因此，光伏电站一定要加强地基、支架，同时要保证组件边框强度。这就需要有针对性的选址设计，严控产品质量，合理计算风压、雪压等。

浙江、江苏、上海等地分布式光伏发展迅猛，而这些地区又是我国台风频发的地区。其中，浙江宁波的一些分布式光伏电站在抵御台风方面就积累了一些经验。

据了解，2015年7月9日，超强台风“灿鸿”正面袭击宁波，中心风力达到17级。厂房屋顶分布式光伏电站和车棚电站，以及4台跟踪式光伏电站正面接受了1天多时间的14～16级瞬时风力的考验，在台风退去后，电站却没有丝毫受损。

该电站之所以能够抵御台风侵袭，最重要的原因就是电站系统根据当地情况，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，在电池组件的设计和布阵上充分考虑了抗风的卸风口，并选用组串式光伏并网逆变器。

这个例子说明，光伏电站是完全有能力抗住13级台风的。只要根据当地气候特点，严格按照标准建设，即使有强台风来袭，光伏电站也不会“飞上天”。

问题二：如何避免洪水浸泡?

目前东部地区光伏电站的发展速度非常快，然而每年到梅雨季节，东部地区暴雨和洪灾发生的几率比较大。据了解，这些地区的光伏电站一旦遭受到水泡，除了部分光伏组件还能抢救回来，电气设备基本报废。

简单地想，要想避免洪水浸泡，提高光伏电站支架的高度就可以了。但实际上却并非如此。单纯增加支架高度，必定大幅增加成本，也会增加电站的不稳定性。况且极端天气出现，从目前来看毕竟还是小概率的。因此，重中之重其实是选址。

要想既不提高成本，又能有效防御洪水的侵袭，选址设计阶段的工作就凸显重要了。首先在调研选址阶段，就一定要考虑避免选用行洪区、滞洪区、泄洪区。在设计的时候，如果光伏电站建设在屋顶，就需参照《建筑结构荷载规范》，并充分考虑屋顶固定荷重;若电站建在平地，要考虑到地理和地质因素，如选址地形的朝向、坡度起伏程度、地质灾害隐患、积水深度、洪水水位、排水条件等。另外，设备选型同样很重要，如光伏电站的设备组件、逆变器、支架等。

每年在南方一些地区的梅雨季节，由于降雨大且比较集中，一些光伏电站支架即使建得比较高、选址也很严格，但也难以避免大暴雨的侵袭。比如，渔光互补电站和水面电站是建立在水面之上的，大暴雨抬高水面，电池板将会损坏。这时如果能及时排出多余的雨水，就不会导致电池板的浸泡。因此，排水条件的考虑就很重要，目前最有效的办法就是科学增设排水系统。

另外，对于一般的斜屋顶家庭分布式光伏电站，由于自身的排水能力强，一般不会出现积水量过多的情况，暴雨带来的影响可以忽略不计。但是平屋顶的电站则因支架安装相对较低，一旦遇到雨量过大的情况时，电池板就有可能被雨水浸泡。因此，为防止平屋顶积水过多，形成小池塘，可在暴雨来临前增设一组排水系统，有效地进行排水。

问题三：如何保证高效运维?

选址设计、施工环节把好关，固然对提升光伏电站抗击各种自然灾害的能力十分重要，但是后期运维对光伏电站防御自然灾害的作用也决不能忽略。现在一些地方新建的智能光伏电站一般就能实现高效运维。这主要是因为该类型电站可以从时间、空间、设备多层面、多维度进行监控、运维、管理、报警，便于从技术手段上预防自然灾害。

洪灾和水灾一般是我国中东部地区频发的自然灾害，对光伏电站众多的西部地区而言，最常见的自然灾害就是沙尘暴了。目前，青海格尔木的一些光伏电站在防御沙尘方面就取得了不错的效果。其中黄河水电公司格尔木20万千瓦智能光伏电站就是一个例子。

据了解，该电站之所以能长期抵御沙尘的侵袭，主要是因为该智能光伏电站简化了系统组网，按照25年的系统可靠运行免维护设计，逆变器采用IP65防护等级，实现内外部的环境隔离，使器件保持在稳定的运行环境中，降低温度、风沙、盐雾等外部环境对器件寿命的影响。

同时，该电站还采用组串式逆变器，全密闭自然散热，这样能长期抵御沙尘侵袭，不影响光伏电站的发电量和使用寿命。

很显然，要确保光伏电站安全高效地运行25年以上，组件质量、前期设计、施工建设很关键。但近年来，一些地方的光伏电站建设存在偷工减料的现象，严重影响到光伏电站的安全运行。目前光伏电站存在的问题主要集中在设备质量、电站设计、电站施工等方面。

面对以上各种风险因素，现在新建的智能光伏电站要想实现真正的高效运维，在建设之初就应充分考虑各种风险，进行整体设计。具体来说，在光伏电站调研阶段、设计阶段、建设施工阶段，都要采取相应措施来规避风险，进而保障光伏电站的安全无故障运行。