光伏火灾触目惊心丨拒绝直流拉弧,微型逆变器守护屋顶安全
数据来源: 光伏們
发布时间:2022-11-21

在光伏装机量屡创新高的当下,分布式光伏电站火灾却也频繁发生,类似以下光伏电站火灾的报道,无论是户用还是工商业,在全球范围内已经屡见不鲜:

01

2022年5月,美国MELISSA地区某户用光伏电站着火,该电站仅仅运行了四个月。业主的邻居首先发现电站着火,并迅速切断电源。经过扑救,最终火灾只烧毁了一些光伏板,并没有蔓延至业主家中,让人后怕的是当时业主的孩子正在房间睡觉。

02

2022年6月,美国乔治王子县某工业建筑屋顶起火,现场浓烟滚滚。当地消防队认为该火灾大概率是由光伏组件所引起的。

03

2022年7月,受持续高温影响,位于荷兰泽兰省萨斯范根特的一个太阳能发电厂起火,火势波及范围约5000平方米,起火原因不明。

04

2022年10月16日,澳大利亚悉尼西部的一家制药厂因工厂屋顶上的太阳能电池板起火,导致数百万美元的设备损毁,造成巨大财产损失!

火灾的画面触目惊心,这再一次警醒众人,安全是一切发展的前提。光伏电站的初心是将源源不断的绿色能源带给千家万户、千行百业,而光伏火灾等安全事故的发生,不仅与光伏电站建设的初心背道而驰,并已严重危害到了人民的生命财产安全。

光伏电站的起火原因

谈及光伏电站的起火,德国的一项Assessing Fire Risks in Photovoltaic Systems and Developing Safety Concepts for Risk Minimization 报告显示,在安装的170万块光伏组件中,发生了430起与组件相关的火灾,其中210起由光伏系统本身所引起的。

系统设计缺陷、组件缺陷或者安装错误等因素都会导致光伏系统起火。据统计,80%以上的电站着火是因为直流侧的故障。

在光伏系统中,由于组件电压叠加,一串组件电路往往具有600V~1000V左右的直流高电压。当直流电路中出现线缆连接老化、连接器故障、型号不匹配、虚接或当极性相反的两个导体靠得很近,而两根电线之间的绝缘失效时,在高电压的作用下,就很有可能产生直流电弧,产生明火,造成火灾。由此可见,由直流高压引起的电弧火花是光伏火灾的“元凶”。

光伏电站的施救风险

在另外一些电站起火的案例中,电站起火的原因并不是由光伏电站本身引起的,而是可能由于房屋其他地方起火而蔓延至光伏电站。根据经验,我们发现光伏电站起火时,整个施救过程往往都会比较长,这是因为光伏电站存在着“施救风险”。

当电弧引发火灾或其他原因造成的火灾发生时,对直流侧而言,只要有光照就会有电压,尤其当直流侧达到600V~1000V以上的高压时,危险不言而喻。救火工作十分危险,消防队员无法施救,否则将有触电的风险,对消防人员的生命造成威胁。一般消防队员只能等到太阳下山后或者光伏电站完全烧毁之后,才能开始施救。

安规标准的推进落实

对于光伏电站安全的重视,美国、加拿大、德国、菲律宾等国家已经推行了强制的安全规范。例如美国国家电气规范NEC2020中要求:以距离到光伏矩阵305mm为界限,界限范围外,在触发设备启动后30S内,电压降低到30V以下,界线范围内,要求具有“光伏危险控制系统”,或在触发设备启动后30S内,将电压降低到80V以下,也就是要求实现“组件级关断”。(更多安规可参考《光伏直流安全风险不容忽视 世界最新安规大盘点!》)

针对国内市场,尽管还没有出台国家级强制性的光伏安全标准法规,但各级也逐步出台了相关的安全标准,助推光伏电站安全有序发展。在2021年11月26日,国家能源局发布的关于公开征求对《关于加强分布式光伏发电安全工作的通知(征求意见稿)》中明确要求:分布式光伏发电项目应安装电弧故障断路器或采用具有相应功能的组件,实现电弧智能检测和快速切断功能。

2022年10月27日,东莞市发展和改革局办公室发布了《东莞市发展和改革局分布式光伏发电项目建设管理办法》文件,要求:光伏项目必须具备组件级快速关断及管理能力, 确保人员及财产安全。

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