失控 群氓的狂歡

“群氓”并不是一個褒義詞，這個群體拒絕理性而復(fù)雜的思考，對于提供給他們的各種意見、想法和信念，只簡單地選擇兩個極端：全盤接受或一概拒絕。

在光伏接地這點事兒上，中國和國外相同之處在于同樣有著群氓現(xiàn)象，不同的是中外陷入兩個極端：超配到浪費和省錢到不顧后果。

國外光伏電站接地材料較為普遍的是純銅，而中國則幾乎全部采用鍍鋅扁鐵。“純銅的接地壽命可以達(dá)到上百年，但成本高達(dá)每兆瓦10萬元人民幣，而且光伏電站的壽命才25-30年。”朗坤科技總經(jīng)理李建魁說，“外國的光伏電站雖然浪費，但接地質(zhì)量還是有保證的，而國內(nèi)的鍍鋅扁鐵雖然造價低，但使用壽命短，往往覆蓋不了光伏電站的全生命周期。”

鍍鋅扁鐵(扁鋼)具備較好的防腐防銹功能，常被用于做防雷接地的導(dǎo)體，同時造價便宜。李建魁告訴筆者：“在理想環(huán)境下，鍍鋅扁鐵也是可以使用25年的。但在酸堿等腐蝕性土壤中，扁鐵很容易出現(xiàn)問題。

點蝕是鍍鋅扁鐵的一大殺手。迄今科學(xué)家仍然沒有找到這種讓鍍鋅扁鐵突然出現(xiàn)小孔的原理，但普遍認(rèn)為點蝕多發(fā)生在含有氯、溴、碘的水溶液中，且?guī)рg化性能的金屬或合金是“重災(zāi)區(qū)”。

在腐蝕性土壤條件下，點蝕現(xiàn)象將進(jìn)一步加劇接地裝置的腐蝕速度。同時，所有埋入地下的金屬材料都會發(fā)生“原電池”反應(yīng)，鍍鋅扁鐵表層的金屬鋅材質(zhì)作為活潑金屬，在地下會變成“電池陰極”而被快速腐蝕。電焊連接工藝導(dǎo)致了鋅層的破壞，防腐性能的退化，最終有些地區(qū)接地裝置的實際壽命只有5-7年。

“由于施工工藝的不完善、地質(zhì)情況的復(fù)雜等問題，河北省的第一個光伏示范項目，淶源1兆瓦光伏電站在建成第二年便出現(xiàn)了改造需求，而且改造費高達(dá)二十余萬元。”李建魁說“這是一個極端的案例，也是我們參與改造的最早的案例。”

好的接地方案，應(yīng)該與光伏系統(tǒng)“一起慢慢變老”。

上可窮碧落 下難至黃泉

即使人類已經(jīng)擁有了探索宇宙，看到150億年前接近宇宙誕生之時的“逆天”的黑科技，但在我們45°角仰望星空時，卻仍然對于腳下的土地中深埋的秘密所知甚少。光伏電站對于“頭頂上”的輻照等氣象數(shù)據(jù)越來越關(guān)注，很多平臺也開展了與氣象單位的合作，但卻甚少有對土壤進(jìn)行過詳細(xì)的研究。

曹仁賢與鄭桂標(biāo)二位陽光電源的高管曾與合肥工大電氣學(xué)院李維華老師和住了一篇名為《光伏、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的接地技術(shù)》的論文，他們指出，光伏系統(tǒng)接地主要目的有幾點：1、將光伏系統(tǒng)的中性點接地可降低對光伏發(fā)電設(shè)備的絕緣水平要求，抑制因系統(tǒng)故障接地而引起的過電壓;2、防止發(fā)電設(shè)備由于絕緣老化、損壞引起觸電、火災(zāi)等事故;3、保證防雷器件在遭受雷擊時更有效保護設(shè)備;4、降低系統(tǒng)的電磁干擾。

其中第二條是最重要的。近幾年光伏行業(yè)在中國市場蓬勃發(fā)展，但部分施工、運維人員缺乏專業(yè)知識，在某些環(huán)節(jié)上存在疏漏，時有電擊、火災(zāi)事故發(fā)生，其中一部分就與接地系統(tǒng)失效甚至缺失有關(guān)。

在那篇論文中，幾位作者還整理了一份非常有價值的表格：不同土壤電阻率參考值。從表中可以看到，僅是土壤一類，就有11種情況，而一些山地、水上光伏還涉及巖石、水中等特殊情況，這些土壤有著不同的電阻，不同的酸堿度，這些土壤的電阻率還與受溫度影響非常大，冬夏電阻率可以相差44倍。現(xiàn)在，你還敢保證你用的鍍鋅扁鐵真的這么“堅挺”么?

難堪的再會：接地的隱性成本

“過幾年可能要把之前做過的土建挖起來重新做一次，這工程量不可想象。”李建魁說，“目前沿海地區(qū)已經(jīng)有些沒有考慮做特殊防護的電站出現(xiàn)問題，在給他們做改造工程的時候，我們發(fā)現(xiàn)僅僅幾年時間，挖出來的鍍鋅扁鐵已經(jīng)銹蝕的不成樣子，甚至有的已經(jīng)斷了。”

從2009年敦煌特許權(quán)招標(biāo)開始，迄今正好7年，許多電站的接地系統(tǒng)面臨著“七年之癢”的危險，如果一旦大規(guī)模失效，業(yè)主方就不得不把埋在地下的系統(tǒng)挖出來，重新布局?？梢韵胂?，這是一次令人難堪的“再會”，“See you again”不僅令人尷尬，而且花費的成本遠(yuǎn)比初始投資高得多。

目前新建光伏電站在采用鍍鋅扁鐵作為接地裝置的情況下，建設(shè)成本約為每兆瓦5萬元人民幣。但是，一次“難堪的再會”，就會讓業(yè)主方付出每兆瓦7~10萬元人民幣的改造代價。并且，在電站25~30年的全壽命周期內(nèi)，這樣的“再會”，會發(fā)生兩到三次。這些隱性成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于新建時的投入。

“地面電站中，最嚴(yán)重的接地腐蝕情況會發(fā)生在一類特殊的項目中——農(nóng)光互補，但是很少有人注意到。”朗坤的李建魁先生指出“首先，在現(xiàn)實情況中，普通的地面光伏電站維檢人員很少，對包括接地系統(tǒng)在內(nèi)的電站設(shè)施干擾較少。而在農(nóng)光互補項目中，電站內(nèi)會有大量從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的工作人員，人員、機械都會對接地裝置產(chǎn)生意外的機械傷害。其次，在農(nóng)田中，日常的生產(chǎn)過程會頻繁的進(jìn)行澆灌活動，同時對土壤施用大量的肥料、噴灑農(nóng)藥。這些活動都會使土壤含水量增高、土壤酸堿性發(fā)生變化，進(jìn)而加劇了接地系統(tǒng)的腐蝕速度。”

水面光伏項目更是接地的“重災(zāi)區(qū)”。且不論沿海灘涂地區(qū)的高鹽分海水對接地材料的強烈腐蝕，即便是在內(nèi)陸的漁光互補項目上，接地干線臨水敷設(shè)，流散電極更是要插入水中來達(dá)到泄放故障電流的目的。潮濕甚至是泡水的環(huán)境對鋼材的腐蝕速度數(shù)倍于土壤環(huán)境，這就使得“難堪的再會”縮短到5年左右。

技術(shù)方案：成本平衡

正泰太陽能總經(jīng)理仇展煒告訴筆者：“目前鍍鋅扁鐵仍然是比較常見的解決方案。”正泰太陽能從事光伏開發(fā)時間較長，在接地方面也整理了一套自己的辦法：對于腐蝕性土壤，可以采用陰極保護接地，但費用較高。在正泰的格爾木電站，土壤勘測為弱腐蝕性，正泰的解決方案是將扁鐵型號加大，較為節(jié)約成本。

在山地電站，巖石難以開挖且土壤導(dǎo)電率低，傳統(tǒng)方式不適用。正泰用支架連為整體，用大截面扁鋼引致外延空曠地帶，做接地井，保證接地電阻小于4歐姆。

此外，仇展煒還指出，現(xiàn)在有接地企業(yè)專門做鍍銅鋼接地產(chǎn)品，抗腐蝕性強且泄流快，是比較理想的接地方案，但目前價格較高。在2014年，云南電力設(shè)計院汪鵬做過測算，一個占地面積45800㎡的20MW光伏電站，當(dāng)時的造價22830.05萬元，采用鍍銅鋼的接地方案比鍍鋅扁鐵多了36.55萬元，占總投資的0.49%，鍍鋅扁鐵占總投資的0.33%，相差0.16%。汪鵬也比較看好鍍銅鋼，認(rèn)為這是比鍍鋅扁鐵更優(yōu)質(zhì)的材料，并在云南楚雄州永仁縣秀田光伏電站上面成功應(yīng)用。

“我們就是要解決性能好但價格高的問題。”李建魁說，朗坤做的正是銅包鋼接地方案。為了平衡電站業(yè)主的成本，提高自身競爭力，朗坤沒辦法在材料上降低品質(zhì)，于是就在安裝方式上下功夫。

朗坤將“成本賬”從單一的光伏接地產(chǎn)品延伸至光伏接地整體方案。“接地成本是有產(chǎn)品和施工兩部分費用組成，朗坤開發(fā)了高效、快速的模塊化設(shè)計安裝方案，可以根據(jù)客戶復(fù)雜地形和特殊的要求快速制定出符合現(xiàn)場實際情況的接地單元(接地母線單元、接地上引線單元、連接單元)。”李建魁說。經(jīng)過模塊化設(shè)計后，工廠會根據(jù)圖紙在工廠生產(chǎn)處符合現(xiàn)場具體情況的全部預(yù)制完成，加工成統(tǒng)一型號、規(guī)格、連接方式一致的接地單元，通過檢測后發(fā)往施工現(xiàn)場，通過施工費用的節(jié)約，目前朗坤的整體解決方案已經(jīng)于鍍鋅扁鐵方案成本持平甚至更低。

傳統(tǒng)的扁鐵每根約6米長，鍍銅鋼連接線卻由于有較好的柔韌性，可以成卷運輸，根據(jù)實際情況做到100米至1000米不等，有效地減少了最容易出現(xiàn)銹蝕的連接點，降低故障率。“朗坤還開發(fā)了專門的開溝機械，開挖放線的速度是普通機械的五倍。“這是一種全新的積木式搭建模式。”李建魁告訴筆者，在施工過程中使用放熱焊接技術(shù)，一分鐘內(nèi)可以實現(xiàn)接地模塊分子間的連接，縮短工期以及規(guī)避人工操作帶來的不安全隱患，也有效杜絕了接地系統(tǒng)的均壓問題，熱穩(wěn)定問題和腐蝕問題。

“光伏電站的建設(shè)與運維是一個追求利潤最大化的過程，我們不能因為自己的產(chǎn)品質(zhì)量好就忽略客戶的成本。”李建魁說，“所以通過機械化提高效率和質(zhì)量，通過整體解決方案，才能使新技術(shù)在各種方面都真正絕對競爭力。”

在剛剛并網(wǎng)的大同領(lǐng)跑者項目中，三峽新能源已經(jīng)開始用了鍍銅鋼技術(shù)，而鍍鋅扁鐵作為目前的主流仍然被廣泛的使用，筆者相信，沒有一種解決方案可以適應(yīng)任何環(huán)境的考驗，可以滿足所有的客戶，光伏接地這點事兒，還是要因“地”制宜。