据统计,截止2013年底,全国22个主要省市已经累计并网共741个大型光伏发电项目,主要分布在我国西北地区。累计装机容量排名前五的省份分别为甘肃、青海、新疆、宁夏和内蒙古。这5省之和约占全国光伏电站总量的80%。而这5省又恰恰是风沙灰尘严重的地区。也就是说,大部分光伏电站的应用环境还是非常恶劣的。其中逆变器设备及逆变器房的积灰和灰尘问题显然没有被明显重视,于是给运维带来了非常大的工作量,特别是西北风沙严重地区,如甘肃、宁夏、青海等地区的大型地面电站,大量的人力、成本都耗费在了处理风沙和灰尘上。那么灰尘从哪儿来,堆积有多严重,究竟对电站有何影响,下面我们将一起探讨。
首先我们了解一下灰尘哪里来?来源主要有二个:一是常规的土建房或集装箱式机房宣称防护等级IP54,但因机房普遍采用直通风式散热方案,实际只能达到IP44或者更低,无法阻挡灰尘和腐蚀性气体进入逆变器。其进风口的冷却风扇,会不断的从外界吸入气体,形成循环以降低热量。这样空气中的灰尘,沙尘,微粒,毛发等东西都被一起吸了进来。我国大部分地面光伏电站集中在西北地区,该地区自然环境恶劣,经常发生沙尘暴,实际情况更加严重。二是静电,逆变器本身也带有冷却风扇,也会将房间内的沙尘吸附进机箱内部。灰尘被机箱内部的电子设备产生的静电所吸附。因此,可以看见逆变器房以及房间内的电子设备、电器元件及风扇周围都吸附了大量的灰尘。
(西北某电站逆变器房)
那么灰尘的堆积,对设备有什么危害呢?经过调查几个国内集中式大功率逆变器电站情况,我们发现,很多逆变器在使用一段时间后,容易出现关机,控制失效,内部异常打火失效,严重的还会出现起火燃烧,造成重大的财产损失。分析问题起因,大部分同灰尘相关。最近西北电站出现的集装箱逆变器房火灾,主要原因就是因为灰尘堆积造成散热不良引起的。
灰尘普遍存在于空气中,能够引起印制板组装的失效或导致内部接触器接触不良。由于这种灰尘颗粒细小,现阶段,采用常规的技术不可能被机房或设备防尘网彻底过滤。所有垂直表面沉积的这些精细微粒,一般直径0.5um,组成了设备内部主要的污染物。
那么如何防护和抵御风沙进入机房呢?防尘网可有效改善设备的积尘情况,但不能完全阻挡灰尘进入。集装箱和逆变器防尘网一般采用G4等级或者50PPI滤网;逆变器在白天工作时,大功率风扇高转速,将外部灰尘带入机房内部,其中部分颗粒堆积在机房地上,部分堵在防尘网,部分细的灰尘颗粒还是进入到机柜内部。在西北风沙地区,2~3个月内就需要更换或清洁滤网;一旦维护和清理不及时,防尘网堵塞会造成机房进风量较少,散热急剧恶化,机房温度升高。逆变器由于散热不良而导致输出功率降低,甚至关机,如果降额和保护机制不健全,也有可能导致烧机甚至火灾事件。当机房防尘环境较差时,除尘频率应提高。同时除尘还需要专业的人员,防止对内部单板或电气等造成损伤。每台集装箱或机房防尘网维护时间>0.5小时,2个月一次的防尘网维护,意味着电站需要配置专门人员长期维护防尘网,这样就大大增加了运维成本了?那么有没有一种更好更高效更节省成本的防护方案呢?
答案是有的,华创新风(广东)科技有限公司有款名为“综合防护一体化通风过滤窗”可以解决这一难题。该窗为铝合金百叶窗设计,叶片为Z型或S型结构,叶片为环环相扣,强制改变进风的走向为非直线路径,经过多次拐弯通道由室外进入到室内,强有力的抵御沙尘颗粒随风进入到室内,沙尘颗粒及雨水碰撞到叶片的时候,自动反弹往外流出来,另外百叶窗根部开设有排水孔,有雨水溅入后,水自动从底部的排水孔往外流出,具有较强的防雨、防水、防雪、防沙功能。以任意方向和角度对百叶窗进行喷水均能做到滴水不进。同时百叶窗后端加装有高防护等级的滤尘网,能有效过滤掉从室外进入到室内的空气中自带的灰尘,保证室内空气干净,避免室内电气设备及相关器件受灰尘侵扰;滤尘网可以方便用户定期的拆卸清洗或更换。
(华创新风——综合防护一体化通风过滤窗)
SVG 系超大功率的电气设备,SVG室需要形成强大的进风和出风来满足通风散热需求,故SVG机房的室外和室内将产生强大的负压,在SVG正常运行过程中,室外的沙尘极容易被吸进去,冬季的时候,雨水和雪也将被吸进去,因此进行防护改造迫在眉睫。
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