摘要:光伏发现项目受到国家重视和大力扶持,在近十年得到了飞速发展,尤其分布式光伏项目低成本、手续少的优势更为明显,而分布式光伏发电项目建设中存在着各类风险,影响项目的顺利并网,针对分布式光伏项目分项工程开展危险源分析和控制措施研究,对提高分布式光伏项目安全管理具有重要意义,从而实现该类项目安全高效的并网发电。
关键词:分布式光伏;安全风险;安全措施;联防机制 引言
分布式光伏发电系统特指在用户场地附近建设,以用户侧自发自用、多余电量上网,且在配电系统进行平衡调节为特征的光伏发电设施。目前应用最为广泛的分布式光伏发电项目,是建在城市工商业建筑屋顶的光伏发电项目。以下探讨的分布式光伏发电项目均为建筑物顶光伏发电项目,项目容量从数千瓦到数兆瓦。 国家能源局在发布的《太阳能发展“十三五”规划》(以下简称《规划》)中提出,大力推进屋顶分布式光伏发电,继续开展分布式光伏发电应用示范区建设,很明显,屋顶分布式光伏将成为未来光伏发展的一个重要方向。工商业屋顶一直是光伏产业的宠儿,利用闲置的工商业屋顶建设光伏项目,既可以减少能源的消耗,又充分的利用了闲置的资源,起到了节能减排的作用,能给企业带来巨大的经济效益、环境效益,可谓是一举多得。
工商业屋顶分布式光伏发电系统主要优点有:(1)减少高价电和峰电的使用量,降低企业运营成本;(2)投资回收期短,收益率高;(3)享受国家和地方补贴,坐享经济效益;(4)节能减排,低碳排放,环保绿色;(5)系统稳定可靠,使用寿命超30年;(6)模块化设计,便捷灵活,后期维护简单,无后顾之忧。
分布式光伏发电系统主要设备包括光伏组件、基础、支架、逆变器、线缆、电气控制装置、并网计量装置、监控系统、防雷系统等,中型分布式光伏发电项目还包括汇流箱,大型分布式光伏发电项目还包括变压器。项目建设过程主要包括项目开工前准备、基础施工、支架安装、组件安装、线缆安装、电气设备安装、监控系统安装、防雷接地、系统调试、验收等工序。工程作业面一般会涉及到屋面、墙体、地面及室内。根据工程的大小和难易,施工时间从几天到半年不等。 由于光伏发电项目是多个作业面、多工种同时作业,点多面广,安全问题突出。对于工程的安全管理来讲,每一个分项工程都有可能是一个重大危险源,只有对各分项工程的危险源进行辨识,针对危险源提前做好防控措施,在危险源辨识的基础上建立事故禁忌救援体系,进行有效的应急管理,才能真正地达到“安全第一,预防为主”和“防患于未然”的目的。 1 项目主要安全风险 1.1屋面承重和结构承重
(1)组件、支架、逆变器、汇流箱及其他相关部件、设备总重量,大于屋面承重和结构承重,存在整个屋面和结构垮塌风险;材料集中堆放或材料过高堆放,会导致局部垮塌;
(2)适用于彩钢瓦屋面:人员施工过程对屋面产生的点压力大于彩钢瓦屋面承压性,或者组件安装与彩钢瓦固定连接点压力大于彩钢外屋面承压性,均会造成人员施工过程中高空坠落。 1.2临边防护
(1)施工过程中,屋面缺少临边防护,人员存在高空坠落风险,尤其屋面坡度较大时,人员坠落风险陡增;
(2)对于彩钢瓦屋面和缺少临边挡墙的屋面,施工材料高空临边坠落,会导致物体打击地面上行人。 1.3施工通道
(1)锈蚀严重、年久失修的原有上下直爬梯通道,存在人员高空坠落风险; (2)脚手架搭设的上下通道,在架子工无资质、架子缺连墙件或抛撑、架子其他结构不符合规范要求,存在脚手架坍塌和倒排风险;脚手架缺少护栏、爬梯坡度过大,存在人员高处坠落风险。 1.4火灾风险
(1)部分屋面防水层为可燃物,彩钢板为可燃苯板,在屋面焊接和切割作业时产生火花和高温焊渣,防火措施不到位可能引起火灾。
(2)部分屋面防水层为可燃物,彩钢板为可燃苯板,线缆接头安装不规范,存在松动、铜铝过渡鼻子铜段过短、接线位置错误等,导致局部发热,均可造成电气火灾,并引发厂房大面积火灾。
(3)对于橡胶厂、木材厂或其他存在大量可燃物的厂房,流动吸烟更易造成大面积火灾,以致整个厂房毁于一旦。
(4)厂房内部作业产生可燃气体,并从厂房顶部排出或气体泄漏,遇到动火作业、电气安装隐患、流动吸烟、组件/支架安装过程摩擦火花等情况,整个厂房可能会发生爆炸;另外,厂房建筑本体上设有天然气管道的,对防火不到位的,也存在火灾爆炸可能性。 1.5中毒
在厂房车间顶部施工过程中,由于厂房内部作业产生有毒有害气体,并从厂房顶部排出或气体泄漏,会造成人员急性中毒甚至死亡。 1.6屋面防水保护
施工过程中野蛮施工可能对屋面的防水层造成破坏;彩钢瓦屋面钻孔也可能使屋面的防水效果遭到破坏。 1.7组件稳定性
(1)组件及支架与屋面固定措施不达标,大风天气下,会造成组件被吹飞;(2)当天施工下班期间,有单个组件未固定,存在被风吹飞风险。 1.8组件隐裂
施工过程中,施工人员野蛮施工,踩踏组件,会造成组件产生隐裂,磕碰会造成组件划伤,影响发电效率。 2 主要安全措施管控要求 2.1人员
施工单位必须配备专职安全员,特种作业人员持证上岗。 2.2培训及交底
重要风险及管理要求至少每周做一次培训交底,覆盖项目团队成员及所有分包单位。按照风险源清单和以上风险修改完善项目相关施工组织计划及安全策划。 2.3主要安全措施
(1)屋面承重和结构承重措施:①所有可能要布组件的屋面均要聘请第三方检测机构做检测,根据检测结果进行设计,需要进行加固的必须设计并落实可靠的加固措施;屋面抗压承重检测和相应设计至关重要,确保加固措施满足施工需求,包括建成后屋面每个连接点的承重,成箱组件吊至屋面后檩条每个分散点
的最大承重,施工人员抬起组件单脚行走时彩钢板抗压;②避免人员集中在局部区域,避免材料集中堆放在局部区域,避免材料堆放过高。
(2)临边防护措施:①混凝土屋面,已有超过1m高的临边防护时,不再搭设其他临边防护;无超过1m高的临边防护时,建议采用钢管扣件搭设双道临边防护,上道1.2m高,下道0.6m高;②彩钢瓦屋面,所有必须临边设置工装固定刚结构支撑,间隔不能超过6m,设置双道生命线(含直径不小于mm的钢丝绳),上道1.2m高,下道0.6m高;③坡度大于25°的屋面,必须采取人员防坠的有效措施,可以采用制作移动式安装通道的工装进行安装施工,或其他更有效防坠措施;④施工人员每人配备五点式安全带,施工过程注意防止安全带挂钩对组件造成隐裂伤害,施工过程要求穿戴防滑鞋及合格的安全帽;⑤为避免施工材料临边坠落打击地面行人,应在厂房地面周边1.5m范围内设置警示隔离区,如警戒线和警示告知牌。
(3)安全通道设置:①施工上下通道:地面至屋顶缺少原有爬梯通道的,或者原有爬梯通道锈蚀严重、有损坏的,应由有架子工资质的架子工搭设人员上下通道,架子管和脚手架材质应合格,通道设置双道护栏,坡度不大于1:3,设置防倾倒的连墙件或斜抛撑,外侧安装密目网;②施工平台:对于不带倾角的彩钢瓦屋顶,为保障施工过程屋面不被破坏,可在安装过程将检修通道板材临时作为安装平台,最后固定安装该检修通道。
(4)火灾防范措施:①焊接作业配备防火毯,防火毯破损时应及时予以更换;切割作业应在地面建立预制加工区,加工区用铁皮围挡隔离,切割及其他预制作业在加工区内完成;另外,动火作业需要在工厂相关人员知晓并采取措施的情况下进行;②汇流箱、逆变器、线缆接头按照要求规范安装,保证接头部位可靠性,避免虚接引发的发热现象,不得使用不合格产品;③设立吸烟区,并加大此类处罚力度;④对于有可燃气体产生的厂房,最有效的应与该单位协商避开动火作业与厂房可燃气体,动火作业期间不得开启气体管道,不同时进行;其次,落实以上三项防火措施;另外,施工过程中不得野蛮施工,避免组件/支架之间或与地面摩擦产生火花;⑤对于厂房建筑本体上设有天然气管道的,组件、电气设备、动火作业应保留1米以上的安全距离,动火作业设置防护挡板。
(5)防中毒措施:①最有效的应与该单位协商避开动火作业与厂房有毒有害气体,动火作业期间不得开启气体管道,不同时进行;②为施工人员配备防毒口罩或防毒面罩,该类防护用品应能有效隔离有毒有害气体,不得配备简易的防固体颗粒类防护用品;③设置监护人员,使用气体检测仪,施工前对有毒有害气体进行浓度检测,施工过程中每小时测一次,并记录数据,浓度在安全范围内方可施工。
(6)屋面防水防护措施:①施工过程中不得野蛮施工,避免破坏原有防水保护;②对于屋面防水层保护措施建议采用设置橡胶垫层,将支架混凝土墩放在橡胶垫层上;③对于彩钢瓦穿孔防水措施采用,在螺钉孔处打防水胶(耐候结构硅胶),以起到防水作用;④以上两种防水保护措施供参考,如有更有效措施,则采取更有效措施。
(7)组件稳定措施:①设计满足抗风性、稳定性要求;②组件固定卡安装后,应根据可研报告进行拉拔试验,计算组件安装后的抗风性能,抗风性应满足大于当地历年最大极限风力要求;③下班前,必须将屋面所有单个组件安装完成或做可靠固定,避免下班期间被风吹飞。
(8)组件隐裂控制:①施工前,由施工技术员对所有施工人员进行组件安
装交底;②施工过程中,杜绝野蛮施工,不得踩踏组件,轻拿轻放,每块组件应两人共同抬放,避免磕碰,避免组件正面和背板被划伤。 3 联防协作
3.1其他风险预控机制
屋面分布式光伏项目因厂房单位营业范围的不同,会带来许多不可预估的安全风险,这个需要施工前与厂房单位进行充分的沟通,了解每个厂房内部特性,及时发现风险,及时报告风险,及时解决风险,保障施工安全和厂房单位的财产安全。
3.2应急机制
项目部需要与工厂建立联动和联防机制,分析施工过程中以及工厂诱发的重大安全风险,编制专项应急预案,并且在开工之前组织全员进行应急演练,应涵盖应急疏散。 4 结束语
光伏发展道路来之不易,安全是红线,生命是底线,不能让利润蒙蔽双眼,未来的分布式光伏发电项目必然走的是安全健康的发展之路,系统化的分布式光伏项目安全管理也必然使分布式光伏发电项目的建设过程更加高效。 参考文献:
[1]高成.分布式光伏发电项目建设中的安全管理研究[J].自动化应用,2017(01) [2]毛宏举.分布式光伏发电项目安全管理[J].电力安全技术,2016(01)
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