自20世纪70年代以来，由于能源消耗的不断增加和科学技术的进步，人们在日益关注太阳能的开发和利用，不断地开拓新的太阳能利用领域，例如太阳能热水器、太阳能温室、海水淡化、太阳能致冷等。在发达地区，如美国和欧洲等都在努力发展太阳能发电，研究新的高效的转换方法和材料，建立大规模的太阳能热电站和光伏电站。近年我国各地方政府也纷纷做出计划，积极争取在本地利用荒芜的土地，建立大规模的太阳能发电站。虽然太阳能是一种无污染，可再生的能源，但它具有密度低，不稳定的特性。除了有明显的日变化，还随地域和天气而变，要尽可能的避免、预防、减轻灾害性天气的影响。

面向太阳能电站建设，对可能影响电站建设和运行的潜在气象灾害风险(雷电、大风、沙尘暴、冰冻雨雪等)进行及时预报、预警，帮助电站科学地规避和适应气象灾害风险。

(1)雷电

电压高于最大设计电压是光伏发电系统的主要危险。这种过电压由外部事件诱发或者由内部故障引起。在并网和独立发电系统中，引起过电压的外部原因主要是大气雷电放电；在并网系统中，和光伏发电系统连接的电网中的电压波动(瞬间)能够在光伏发电系统内产生过电压；在独立系统中，负载的电压波动也能够在光伏发电系统内产生过电压。

雷电是一种强烈的大气放电现象，对人类的生活和生产活动造成巨大影响。太阳能光伏供电系统中的太阳能电池板都是安装在野外空旷处，因此，太阳能电池板很容易遭受雷电的闪击。雷电的危害包括直接雷击的危害和雷击电磁脉冲的危害。直击雷的危害主要是雷电流的热效应、电效应和机械效应产生的危害。雷击电磁脉冲的危害主要包括静电感应、电磁感应、电磁脉冲、雷电反击所产生的危害。直击雷一般会击中太阳能电池板的金属边框上，产生雷电电磁脉冲从而使太阳能电池板损坏。当雷击在避雷针针尖附近发生，会产生极强的感应电磁波，太阳能电池板上的光伏组件会在雷电电磁脉冲电的作用下产生过电压和过电流，因此，极易被这种雷电浪涌所击穿损坏。

(2)大风

太阳能光伏方阵采用完全露天布置，要经受全天候气象条件的考验。在诸多考验中，风力摧残是最严酷的。

风的荷载会给光伏板安装的稳定状态带来极大的考验。当气流对光伏板所产生的升力效应，会对光伏板本身结构强度以及光伏板与安装支架的连接、光伏支架与支架基础的连接强度形成最基本的应力考验。尤其是背面气流与正面气流汇合后所形成的涡旋现象，会产生剧烈的压力脉动。这种压力脉动荷载极易使地脚安装螺钉或光伏板的螺钉受力处产生疲劳断(撕)裂破坏。

(3)沙尘暴及风沙灾害

我国北方地区的光伏电站主要在沙漠、戈壁分布区，空气干燥，大气透明度高，太阳辐射值高，土地利用价值低廉，地形平坦，但是常年处于黄土和风沙的夹击之下，如遭遇沙尘暴，此类污染物危害的强度更大。沙尘暴及风沙带给光伏板最直接的污染物是浮尘。由于光伏板(方阵单元)采取了35度的安装倾斜角，可使部分浮尘自行滑落地面。按照土力学原理，浮尘处于相对稳定的45度范围之内时，还会有相当数量的浮尘附着在光伏板的采光面上，其遮光效应必然对光伏板的工作效率产生严重影响，应及时采取相应处理措施。

(4)雪灾

我国很多光伏电站地处高寒地区，正常年份，每年的11月初就有降雪天气出现。在寒冷的气温下，如积雪得不到及时清扫，极易冻结在光伏板上，将阳光完全遮盖，从而造成电厂停产。从危害强度上讲，积雪覆盖远比沙尘要来得猛烈，所造成的停产很难在短时间恢复。由于光伏板的铺设面积过大，在客观条件如清扫力量和清扫手段的限制下，来不及清扫积雪是必然要面对的现实，这是光伏电站的冬季生产所要遇到的最大难题。

根据设计资料，很多电站采取的以保证阳光最大辐射量的光伏板安装倾角为35度—45度。35度的倾斜角度远不能满足积雪自行滑落的条件，积雪在版面上积存冻结是必然要发生的后果。只有当安装倾角大于积雪滑落的临界角之后，绝大部分积雪才不会在板面上存留。

因此，针对冬季积雪的气候条件，对光伏板的安装倾角进行专门的无积雪存留条件的设计，即在正常安装倾角之外再设计一个冬季倾角。冬季安装倾角是按照一年之中阳光影子最长的要求确定的，其角度倾斜比较大，最大可能地增加了积雪的下滑力，满足了大部分积雪自行滑落的条件。同时这个角度可使光伏板获得尽可能多的阳光辐射量，从而可加速光伏板积留残雪的消溶速度，就能够较好地兼顾积雪清除和获取较大阳光辐射量这两大目标，使光伏板所面临的积雪覆盖问题得到较理想的解决。这就需要对光伏板的安装支架结构进行相应调整。再以人工清扫手段辅之，使冰雪覆盖问题得到理想的解决效果。

(5)其他气象灾害

其他的气象灾害比如冰雹、暴雨、龙卷等天气都会对电站造成破坏，从而影响电站的使用寿命。这些灾害性天气不仅会损坏光伏系统的支架系统、光伏组件，还会对太阳能电池板产生磨蚀，物理损坏严重，从而对电站造成重大损坏，增加电站维修维护成本。此外，极端高(低)温也会对电池组的发电量和使用寿命产生较大的影响。大雾、雨云、雪云天气形成概率较高，则此地大气透明度会大大降低，从而使光伏电站的发电功率大幅度减少。所以，对太阳能站运行时气象灾害预警的服务是非常必要的。

目前各类气象灾害的预警工作都已经拥有了较完善流程和行业、地方标准，针对于光伏电站的气象灾害预警来讲，主要是通过卫星、雷达、气象站的实时监测及天气预报结果、相关的数值预报产品，在气象灾害发生之前，用互联网、电话、短信等方式，及时为太阳能电站发布灾害预警信息，以增强电站控制及灾害应对的主动性，有效避免或减少气象灾害造成的损失。

强化光伏电站气象灾害监测预报预警。加强关键性、转折性、灾害性天气和极端气候事件预报预警和实时监测分析，做好冷暖等气候趋势预测，重点加强台风、暴雨(雪)、大雾、沙尘暴等气象灾害的中短期精细化预报服务和雷电、龙卷风、冰雹等强对流天气的短时临近预报服务。建立和完善跨地区跨部门联动、区域流域联防的气象灾害监测预防体系，重点做好光伏电站防御薄弱区域的监测预警。

加强光伏电站气象灾害预报预警信息发布。完善光伏电站气象灾害预报预警信息发布制度。充分利用已有资源，完善预报预警信息发布手段，积极拓宽预报预警信息传播渠道，加快推进预报预警信息发布系统建设，形成光伏电站间相互衔接、规范统一的预报预警信息发布体系，提高预报预警信息的覆盖面、有效性和时效性。加强预报预警信息发布规范管理。

加强光伏电站气象灾害风险管理。深入推进气象灾害风险普查，重点加强公共场所、人群密集场所等高风险区的气象灾害隐患排查，完善气象灾害风险管理数据库，开展气象灾害和极端天气气候事件风险评估和区划，提高光伏电站气象灾害风险管理水平。

强化气候可行性论证工作。建立光伏电站气象灾害风险评估制度和气候可行性论证制度，面向光伏产业规划编制、重大区域性经济开发结构调整、重大工程建设等开展气候可行性论证，充分考虑气候变化因素，努力减轻气象灾害对光伏产业设施影响。

加强光伏电站气象灾害防范应对。推动实施气象灾害防御规划，完善光伏电站气象灾害应急预案体系和气象灾害防御信息共享平台，健全气象灾害防御社会动员机制。加大光伏电站气象防灾减灾科普宣传力度。