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從散熱防塵看大型地面電站的集裝箱方案情結(jié)
日期:2014-08-07   [復(fù)制鏈接]
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從2011年起,集裝箱式光伏系統(tǒng)接入解決方案開始應(yīng)用到國內(nèi)荒漠地面光伏電站里,到2013年,超過70%的大型地面電站,甚至機(jī)場、工業(yè)企業(yè)等大型屋頂電站,都采用了集裝箱解決方案。

由于集裝箱式方案在建設(shè)成本、施工進(jìn)度、系統(tǒng)整體性等方面的顯著優(yōu)勢,大多業(yè)主和EPC在項(xiàng)目之初就確定了集裝箱方案設(shè)計(jì)路線。經(jīng)過兩年多的應(yīng)用和改進(jìn),國內(nèi)集裝箱式方案不僅保持其在電網(wǎng)接入友好性、初裝經(jīng)濟(jì)性方面的優(yōu)勢,對于散熱防塵等電站運(yùn)營維護(hù)方面的技術(shù)提升也都在持續(xù)改進(jìn)。

集裝箱式方案如何做好散熱防塵

大型光伏電站集中開發(fā)的西北地區(qū),在享受良好的光照條件的同時(shí),風(fēng)沙是必須納入電站設(shè)計(jì)的因素之一。以光伏逆變器為核心的系統(tǒng)接入設(shè)備,防塵、散熱一直都是EPC商重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容,如何在降低功耗、提升通風(fēng)效率的基礎(chǔ)上,提升設(shè)備的防護(hù)等級,減少積塵,也一直都是設(shè)備供應(yīng)商持續(xù)改進(jìn)提升的方向。


集裝箱方案散熱防塵外觀


據(jù)逆變器企業(yè)介紹,集裝箱式方案,不是簡單把光伏逆變器安裝進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱,而是把集裝箱作為一個(gè)系統(tǒng)集成平臺進(jìn)行整體設(shè)計(jì),包括進(jìn)一步提升通風(fēng)防塵效率,這才是方案的核心技術(shù)和價(jià)值所在。


底部進(jìn)風(fēng)方案示意圖



合理降低空間減少通風(fēng)功率損耗、結(jié)合內(nèi)部設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)道提升散熱效率、針對所有進(jìn)風(fēng)口進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)增加過濾裝置等,都是普通的自建房所無法實(shí)現(xiàn),也是用戶選擇集裝箱方案放棄自建房方案的技術(shù)驅(qū)動(dòng)。

日前,通過對2011年第一批在國內(nèi)應(yīng)用集裝箱方案的電站運(yùn)營情況調(diào)查發(fā)現(xiàn),在風(fēng)沙嚴(yán)重的西北地區(qū),一般1MW集裝箱的內(nèi)部清潔除塵工作為每半年進(jìn)行一次,每次需要一個(gè)工作人員耗時(shí)大約兩小時(shí),防塵效果優(yōu)于自建房,極大的便利了電站運(yùn)維和減低成本。

“跨界”融合實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提升

在集裝箱方案作為接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺的理念為市場所接收并廣泛應(yīng)用后,作為系統(tǒng)的一部分,集裝箱也被業(yè)內(nèi)寄予了更高的防塵散熱的期望。國內(nèi)廠商在自主探索研究的同時(shí),也積極借鑒其他領(lǐng)域同類解決方案的成果,首當(dāng)其沖的是風(fēng)力發(fā)電。

風(fēng)電行業(yè)在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、發(fā)展歷史上都較光伏行業(yè)更為成熟。風(fēng)場處于風(fēng)力資源豐富地帶,但風(fēng)沙積塵并非風(fēng)場日常運(yùn)營維護(hù)的重點(diǎn)難點(diǎn),風(fēng)電塔筒在散熱防塵方面一定有可取之處。經(jīng)過比較研究,新型的集裝箱方案防塵技術(shù)也已投入市場。借鑒風(fēng)機(jī)塔筒在進(jìn)風(fēng)風(fēng)道的設(shè)計(jì),新型的集裝箱方案采用底部進(jìn)風(fēng)的方式,經(jīng)過底部地基的沉降后,進(jìn)入逆變房的灰塵大大降低。

借鑒風(fēng)機(jī)的實(shí)際應(yīng)用情況和國外主流供應(yīng)商ABB的維護(hù)指導(dǎo),國內(nèi)幾家一線逆變器廠商采用底部進(jìn)風(fēng)設(shè)計(jì)的光伏系統(tǒng)集裝箱方案,使內(nèi)部清潔維護(hù)工作僅需每年一次,每次所需要進(jìn)行的也只有更換空氣濾網(wǎng)。對電站業(yè)主及運(yùn)營商而言,這將進(jìn)一步簡化大型地面電站的維護(hù)工作,維護(hù)成本也基本可以忽略不計(jì)。

組串式散熱防塵的隱憂

隨著分布式屋頂電站的興起,組串式方案重新回到國內(nèi)EPC們的視線,最近一年在業(yè)內(nèi)引起了對大型地面電站孰優(yōu)孰劣的爭論。

在資深逆變器技術(shù)人員看來,組串式存在一些弊端,只是這種弊端因?yàn)槭褂媚晗薅潭鴽]有大范圍暴露出來。比如電站日常維護(hù)散熱防塵,組串式方案應(yīng)用于西北地區(qū)的荒漠地面電站是有風(fēng)險(xiǎn)的。與當(dāng)下應(yīng)用最為廣泛的集裝箱方案進(jìn)行比較,集中型逆變器自有防塵結(jié)構(gòu)加上專門改造的集裝箱外殼雙重防護(hù),與直接懸掛在支架上的組串型逆變器的單重防護(hù),防塵效果不言而喻。


組串型逆變器散熱器積塵圖示(左:積塵 右:無積塵)

“有的組串型產(chǎn)品,采用無外置風(fēng)扇無外部通風(fēng)設(shè)計(jì),僅通過散熱器進(jìn)行散熱,以此提升產(chǎn)品IP防護(hù)等級來解決設(shè)備內(nèi)部積塵問題。此種方案應(yīng)用于環(huán)境優(yōu)良的地區(qū)是可行的,但是在風(fēng)沙肆掠的西北地區(qū),相當(dāng)于將關(guān)鍵裝置散熱器至于無任何防護(hù)的外界環(huán)境下,散熱器的積塵將極為嚴(yán)重。”設(shè)計(jì)院技術(shù)專家如是評價(jià)。

專家提醒,作為唯一散熱的裝置,嚴(yán)重積塵不僅是影響散熱效率進(jìn)而降低發(fā)電效率,更可能的將是無法散熱而導(dǎo)致的炸機(jī)危險(xiǎn)。如果通過高頻率的清潔工作來降低風(fēng)險(xiǎn)的話,每MW多達(dá)30-40臺分散露天安裝的產(chǎn)品,很難估量要有多大的額外投入來維持電站正常運(yùn)行。

根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來看,針對荒漠等氣候惡劣地帶的大型電站,不論國內(nèi)還是海外,都以集裝箱型方案應(yīng)用為主,如Helios專為沙漠地區(qū)推出的2MW集成中壓系統(tǒng)的一體化解決方案。由于在散熱、防塵方面的近乎苛刻的要求,組串式逆變器應(yīng)用于此將大幅提升電站運(yùn)營的風(fēng)險(xiǎn)和成本。
 
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