IEA-PVPS T7-08报告研究了光伏并网系统的可靠性,重点关注住宅系统,但也包括大型系统。报告分析了来自德国、日本、荷兰、瑞典、瑞士和美国的数据库,包括德国“千屋顶计划”、日本住宅光伏补贴计划、上奥地利州调查、德国“学校阳光计划”以及IEA PVPS任务7调查。
故障与失效: 研究发现,逆变器是光伏系统中最具问题的组件,约占报告问题的66%。然而,逆变器故障率随时间推移而下降,表明技术成熟带来了改进。大型住宅光伏项目的故障统计显示,德国和日本的失败率每年分别降低了约5.5%和4%。规划和设计缺陷是导致低发电量的主要原因,包括组件功率低于标称值、部分遮阳、直流侧连接不良等。安装缺陷,如电缆未固定、二极管串散热不足和松散的终端连接,也影响了系统性能。运行故障主要涉及污染(如积尘和鸟粪)、雷击和极端环境。
组成部分: 标准光伏组件已被证明具有卓越的可靠性,长期运行后几乎没有功率退化。然而,定制模块和新型组件可能存在更高的故障风险。逆变器方面,理论分析表明其平均故障间隔时间(MTBF)应长达约50年,但实际数据显示故障间隔平均约为10年。近年来,逆变器故障率有所下降,表明产品不断改进。
系统设计: 研究建议采用II类安装设备,并使用弹簧加载的“笼式夹钳”端子进行现场连接。为所有户外箱体和外壳提供冷凝水排水口,并考虑选择向逆变器制造商提供服务。在确定系统保护措施时,II级模块为系统设计人员提供了更大的自由度,可以省去串联二极管和串联熔断器,从而实现更简单、更可靠的系统。建议为所有现场连接使用高温等级的双重绝缘电线,并确保恰当的工作质量。
维护: 建议定期检查阵列(每年一次)和清洁阵列(如发现污染),进行验收测试,测量运行串电流,并定期检查发电量(至少每月一次)。