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近日，受寒潮侵襲，全國(guó)多地暴雪!!!
河南當(dāng)?shù)氐囊欢我曨l在網(wǎng)上不脛而走，本是一家人在家門口鏟雪的歡樂(lè)景象，忽然間，屋頂積雪大面積滑落，砸中女孩，瞬間掩埋，女孩爸爸拔了數(shù)下才將人救出。
雖然家長(zhǎng)已在評(píng)論區(qū)說(shuō)明孩子并無(wú)大礙，但這一視頻還是引發(fā)無(wú)數(shù)家長(zhǎng)共鳴，要知道，冬季屋面積雪和結(jié)冰墜落傷人損物的事件可是層出不窮，孩子們本是在“最安全的地方”玩耍，殊不知危險(xiǎn)正在逼近。
湖北恩施一群小朋友在屋外玩耍時(shí)屋頂上的積雪突然大面積滑落
更何況，這次的“主角”還是如今遍布中國(guó)的光伏板。
據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)，截至今年 9 月底，全國(guó)戶用分布式光伏累計(jì)裝機(jī)容量突破 1 億千瓦，達(dá)到 1.05 億千瓦;據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)農(nóng)村地區(qū)戶用分布式光伏累計(jì)安裝戶數(shù)已超過(guò) 500 萬(wàn)戶。
極端天氣來(lái)襲
受暴雪影響的可不止河南，因全球氣候變化，厄爾尼諾現(xiàn)象出現(xiàn)，氣溫反常，極端天氣增加。
中央氣象臺(tái)12日同時(shí)發(fā)布暴雪黃色、冰凍黃色、寒潮黃色預(yù)警。預(yù)計(jì)13日至14日，陜西中部、山西南部、河北南部、北京南部、河南北部和西部等地部分地區(qū)有大到暴雪，其中，陜西中部等地部分地區(qū)有大暴雪。
昨晚北京市氣象臺(tái)升級(jí)發(fā)布暴雪橙色預(yù)警，為保障師生安全，北京市教委決定自2023年12月13日開(kāi)始，北京市所有中小學(xué)、幼兒園、中等職業(yè)學(xué)校停課臨時(shí)居家學(xué)習(xí)，具體到校復(fù)課時(shí)間另行通知。
光伏電站建于室外，在寒冷多雪的地區(qū)，光伏組件很容易被積雪所覆蓋，低溫下，光伏組件的玻璃、鋁邊框、電池片、封裝材料、背板、接線盒等性能發(fā)揮均會(huì)有所影響從而影響整體光伏電站的使用壽命及發(fā)電量。
圖源隆基公眾號(hào)
在光伏板遇到積雪的情況下，光的穿透能力會(huì)下降，致使發(fā)電效率降低。當(dāng)積雪重量過(guò)大時(shí)，對(duì)于光伏板本身來(lái)說(shuō)也是一種負(fù)擔(dān)。
2021年底，受寒潮天氣影響，內(nèi)蒙古自治區(qū)東部地區(qū)普降暴雪，通遼市出現(xiàn)當(dāng)?shù)赜袣庀笥涗浺詠?lái)最強(qiáng)暴風(fēng)雪天氣，強(qiáng)降雪持續(xù)約46小時(shí)，最大降雪量達(dá)102.9毫米。通遼市露笑科技光伏電站大量組件陣列被大雪壓垮并損毀，據(jù)露笑科技災(zāi)公告，該項(xiàng)目裝機(jī)58.62MW ，暴雪導(dǎo)致?lián)p失金額預(yù)計(jì)為 7,307.65 萬(wàn)元，同時(shí)本次雪災(zāi)預(yù)計(jì)給公司受災(zāi)影響部分電站造成三個(gè)月左右的電費(fèi)損失。
通遼市露笑科技光伏電站現(xiàn)場(chǎng)圖片
屋頂建設(shè)光伏電站的承重考量
對(duì)于寒冷地區(qū)和經(jīng)常下雪的地區(qū)，在分布式屋頂光伏電站設(shè)計(jì)前，就要考慮傾角設(shè)計(jì)和屋頂在所加恒荷載及風(fēng)雪荷載的極限值。
雪荷載是指作用在建筑物或構(gòu)筑物頂面上計(jì)算用的雪壓。近年多地雪載值一般占整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)自重的10%-30% ，這樣大的雪載，往往使得各種屋蓋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的變形，尤其在嚴(yán)寒多雪地區(qū)，大雪之后，屋蓋結(jié)構(gòu)不僅產(chǎn)生較大的殘余變形，有時(shí)還遭致結(jié)構(gòu)破壞。而在屋面低凹處更為嚴(yán)重，由于雪的堆積而形成局部地區(qū)很大的超載，且一般屋蓋結(jié)構(gòu)安全度偏低，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（詞條“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”由行業(yè)大百科提供）時(shí)，應(yīng)慎重對(duì)待，妥善處理雪載取值。
目前，在新增光伏系統(tǒng)（詞條“光伏系統(tǒng)”由行業(yè)大百科提供）的承載力校核驗(yàn)算中，金屬屋面通過(guò)率小于50%，這表明在金屬屋面的結(jié)構(gòu)承載力方面存在較多不足，因此在安裝光伏系統(tǒng)前，必須認(rèn)真進(jìn)行校核。
在屋頂光伏電站建設(shè)過(guò)程中，還需要注意以下問(wèn)題：
1. 是否由正規(guī)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確保其結(jié)構(gòu)安全和合規(guī)性。
2. 是否能夠獲取原設(shè)計(jì)圖紙，以便對(duì)屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。
3. 是否存在改擴(kuò)建的情況，這可能會(huì)影響屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)定性（詞條“穩(wěn)定性”由行業(yè)大百科提供）。
4. 鋼材（詞條“鋼材”由行業(yè)大百科提供）等級(jí)是否在建設(shè)期間被替換過(guò)，這可能會(huì)對(duì)屋頂?shù)某休d力產(chǎn)生影響。
5. 與屋主溝通未來(lái)是否有屋面結(jié)構(gòu)改擴(kuò)建計(jì)劃，以便提前做好規(guī)劃和準(zhǔn)備。
對(duì)于彩鋼瓦屋面光伏系統(tǒng)，可以按照組件順屋面坡度平鋪安裝的方式進(jìn)行安裝，支架檁條采用夾具夾在金屬屋面瓦楞上。這種安裝方式可以提供約0.15KN/㎡的承載能力。
同時(shí)，小盒子在這里科普一下雪的厚度與荷載的關(guān)系：
1㎡*10公分=2kg
1㎡*20公分=50kg
1㎡*30公分=75kg
100㎡*30公分=7.5t
目前，鋼構(gòu)廠房屋面設(shè)計(jì)荷載一般處于30~50kg范圍之內(nèi)。
如何快速清理電站積雪
說(shuō)完電站設(shè)計(jì)的防積雪考量，再來(lái)看看已經(jīng)并網(wǎng)使用的電站如何有效防止積雪危害。
首先，你得選對(duì)時(shí)間。組件積雪的清理工作應(yīng)盡量選擇在清晨、中午9:00-13:00陽(yáng)光充足時(shí)，傍晚或停雪間隙進(jìn)行，同時(shí)根據(jù)室外溫度靈活控制清洗結(jié)束時(shí)間，防止氣溫過(guò)低，水氣結(jié)成冰塊，冰塊過(guò)多則易壓裂光伏板面。
另外，嚴(yán)禁在強(qiáng)對(duì)流的極端天氣下進(jìn)行清潔作業(yè)，風(fēng)力大于4級(jí)，大雨、雷雨或大雪天氣的氣象條件下都盡可能不要進(jìn)行清潔工作。
其次，就是清理方式。家用光伏電站考慮到成本問(wèn)題，人工清雪一定是首選，干洗+水洗，雨刮，拖把或者干毛巾等柔軟的物品，配合光伏板清洗劑一起使用，增加清洗效率，節(jié)省清洗時(shí)間。
盡量避免用水沖洗的方式進(jìn)行清洗，熱水沖澆電池板面，冷熱不均會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷電池板面;融雪劑也不可取，光伏板除雪不能采用一般路面用融雪劑，工業(yè)的融雪劑雖然對(duì)積雪消融有效，但會(huì)對(duì)板面造成腐蝕。
在清理過(guò)程中，除雪一定要除凈!如果積雪僅剩一小條沒(méi)有被清理干凈，也可能會(huì)被遮擋的組件整體失效，造成逆變器發(fā)電效率明顯降低。因此，在清潔和維護(hù)過(guò)程中，一定要仔細(xì)清理積雪，確保所有積雪都被清理干凈。
注意：不要使用尖銳物體，以免劃傷玻璃，下圖錯(cuò)誤示范，用鏟子鏟雪會(huì)損傷電池板
如果有條件的話可以選擇具備有除雪、除露、除冰、無(wú)水清洗功效的工具，以解決太陽(yáng)能光伏發(fā)電廠冬雪季節(jié)清洗光伏板的難題，例如智能光伏組件清洗機(jī)器人，市面上有很多款可供選擇。
最后，則是注意除雪頻率。在清潔和維護(hù)太陽(yáng)能電池板時(shí)，一定要注意不要等積雪過(guò)厚再清洗，以免積雪結(jié)冰成塊，像文章開(kāi)頭一樣有掉落砸傷行人、家用物件的風(fēng)險(xiǎn)。
清理時(shí)不要直接踩在組件上進(jìn)行清掃。即使積雪沒(méi)有覆蓋組件，室外溫度過(guò)低難免水汽凍結(jié)，不設(shè)防的踩在上面容易引發(fā)安全問(wèn)題。同時(shí)，因?yàn)榻M件有一定的承重要求，可能會(huì)造成組件隱裂或損壞，影響組件壽命。因此，在清潔和維護(hù)過(guò)程中，一定要使用專門的清潔工具或設(shè)備來(lái)清潔組件，避免直接踩在組件上面。
科技解決積雪難題
極端天氣越來(lái)越多地成為影響電力供給的關(guān)鍵因素，對(duì)于“靠天吃飯”的新能源（詞條“新能源”由行業(yè)大百科提供）產(chǎn)業(yè)，如何解決極端天氣下電站場(chǎng)景危機(jī)也成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的問(wèn)題。
自清潔納米膜層組件
自清潔納米膜層具有超強(qiáng)的親水性，當(dāng)下雪時(shí)，自清潔納米膜層能夠?qū)⒎e雪下層逐漸融化的細(xì)小水滴連結(jié)形成一層水膜，在重力的作用下，積雪更容易在水膜上滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了更快的融化并滑落。
無(wú)邊框組件
“以1MW光伏電站為例，每年因積灰造成發(fā)電損失達(dá)74000余度電，相當(dāng)于一個(gè)小區(qū)一個(gè)月的總用電量。”大恒能源針對(duì)組件積灰問(wèn)題研發(fā)全面屏組件，采用正面無(wú)邊框設(shè)計(jì)，不論是長(zhǎng)邊還是短邊均與玻璃面齊平，不管橫裝、豎裝，都可以有效解決組件積水、積灰問(wèn)題。
雖然沒(méi)有雪天清雪實(shí)證，但同樣針對(duì)防積灰設(shè)計(jì)的隆基Hi-MO X6，已在防積灰測(cè)試中碰巧驗(yàn)證了防積雪功能，據(jù)悉該組件采用獨(dú)特的短邊邊框無(wú)A面設(shè)計(jì)。
跟蹤支架自動(dòng)除雪
跟蹤支架可以在下雪時(shí)將電池組件調(diào)至最大傾角，有效減少組件表面積雪，當(dāng)無(wú)雪后再將電池組件恢復(fù)正常的方式。下雪天光伏電站運(yùn)維人員可以遠(yuǎn)程控制光伏組件，將其傾角轉(zhuǎn)到保護(hù)角度，使其更有利于積雪滑落。
發(fā)熱電纜布置
這種除雪方式是在光伏電站上加裝發(fā)熱電纜內(nèi)芯，內(nèi)芯由冷線熱線組成，外面由絕緣（詞條“絕緣”由行業(yè)大百科提供）層、接地、屏蔽層和外護(hù)套組成，發(fā)熱電纜通電后，熱線發(fā)熱并在40～60℃的溫度間運(yùn)行，埋設(shè)在填充層內(nèi)的發(fā)熱電纜，將熱能通過(guò)熱傳導(dǎo)(對(duì)流)的方式和發(fā)出的8-13um的遠(yuǎn)紅外線輻射方式傳給受熱體。有積雪的時(shí)候開(kāi)啟加熱模式，快速融化積雪。
