面對這一巨大的產(chǎn)業(yè)藍(lán)海，各地分布式光伏電站紛紛大規(guī)模建設(shè)。分布式光伏電站在為人們帶來收益的同時，由于施工質(zhì)量差、設(shè)備選型不過關(guān)、后期運(yùn)維不到位等原因，分布式光伏電站安全事故時有發(fā)生，特別是與建筑結(jié)合的分布式光伏電站火災(zāi)事故，可能會造成人身、財產(chǎn)的巨大損失，尤其應(yīng)引起業(yè)內(nèi)重視。如何避免類似的問題再次發(fā)生，本文將從安全的角度分析電站的存在的幾種安全隱患，并闡述如何通過智能化光伏解決方案打造安全可靠的分布式光伏電站。
安全隱患一：發(fā)電組件陰影遮擋，產(chǎn)生熱斑引起火災(zāi)
案例1：（如下圖）德國某光伏電站因光伏組件自燃而引起的火災(zāi)。事后原因解釋為樹蔭遮擋，產(chǎn)生熱斑而造成火災(zāi)。
筆者在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，引起火災(zāi)的原因有很多。太陽能電池一般是由多塊電池組件串聯(lián)或并聯(lián)起來，以獲得所期望的電壓或電流。為了達(dá)到較高的光電轉(zhuǎn)換效率，電池組件中的每一塊電池片都須具有相似的特性。在使用過程中，可能出現(xiàn)一個或一組電池不匹配，如：出現(xiàn)裂紋、內(nèi)部連接失效或遮光等情況。一串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽電池組件，將被當(dāng)作負(fù)載消耗其他有光照的太陽電池組件所產(chǎn)生的能量。被遮蔽的太陽電池組件此時會發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。熱斑效應(yīng)輕則對組件壽命有嚴(yán)重影響，重則燒毀組件甚至引起火災(zāi)。
解決方案：選擇大品牌組件、配備智能光伏檢測系統(tǒng)、及時進(jìn)行組件表面清洗等。另外，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重?zé)岚邥r，應(yīng)及時更換組件，防止組件起火燒毀。
安全隱患二：光伏組件著火帶電，消防不能及時滅火
案例2：2010年，德國某地區(qū)一居民房屋發(fā)生火災(zāi)，因屋頂安裝了光伏系統(tǒng)，出于安全考慮，消防員直到所有光伏組件燒毀后，才進(jìn)行施救工作。
在上述案例中，主要是由于光伏電站存在大量直流電纜及直流設(shè)備，直流逐級匯流，后級短路后，來自組串的能量不能有效切斷，使得短路點(diǎn)持續(xù)能量起火，容易順著直流線纜燒穿屋頂。并且傳統(tǒng)方案的逆變器即使在關(guān)機(jī)情況下，屋頂仍然存在近400v的高壓直流無法關(guān)斷，線路所經(jīng)之處造成隱患。在意外導(dǎo)致的失火等緊急情況下，因高壓直流存在，無法立刻實(shí)施救火，導(dǎo)致嚴(yán)重的財產(chǎn)損失。
一般來說，在靠近起火房屋之前，消防員會先切斷所有電源。但如果屋頂裝有光伏系統(tǒng)，那么只要光伏板暴露在陽光中，那么在一個陣列中600V~1000V的高電壓就會存在，施救工作將會非常危險。因此光伏電站的特殊性要求前期設(shè)計時對于電氣設(shè)備選型、線纜選型等設(shè)計工作需要考慮其直流性、阻燃性。在遵守各種設(shè)計規(guī)范的前提下，合理設(shè)備選型并充分考慮光伏發(fā)電的特殊性是消除電站火災(zāi)隱患的關(guān)鍵。
解決方案：智能光伏優(yōu)化器能夠在緊急情況下，通過組件級的關(guān)斷，優(yōu)化器的使用，可以使每個組件在發(fā)生故障的時候，把電壓關(guān)到0，實(shí)現(xiàn)在逆變器交流斷開的情況下，屋頂無高壓直流。能夠做到及時滅火，降低財產(chǎn)損失，保障人員人身安全。
安全隱患三：逆變器使用大量熔絲，過載發(fā)熱引發(fā)火災(zāi)
案例3：2014年8月，武漢某屋頂光伏電站發(fā)生著火，彩鋼瓦屋頂被燒穿了幾個大洞，廠房內(nèi)設(shè)備燒毀若干，損失慘重。最終分析原因?yàn)椋褐绷骶€纜短路，出現(xiàn)反灌電流，設(shè)備熔絲不斷，熔絲持續(xù)發(fā)熱起火，造成線纜起火，引發(fā)屋頂火災(zāi)。
直流側(cè)短路，逆變器未及時保護(hù)，燒毀
據(jù)筆者了解，傳統(tǒng)組串逆變器，大量使用熔絲；1MW電站，采用熔絲方案，大約需要320多根熔絲。熔絲故障率高是所有電站都遇到的困擾，部分電站年故障率大于7%。特別是在夏天，某30MW電站運(yùn)維人員反饋夏季平均每天熔絲故障數(shù)量達(dá)5-6個。除此之外，在過載電流情況下，熔絲會因熔斷慢，發(fā)熱高，直流側(cè)短路引起反灌電流；熔絲無法切斷，線纜或熔絲持續(xù)發(fā)熱；線纜或設(shè)備燒機(jī)，引發(fā)屋頂火災(zāi)。
解決方案：智能光伏電站主要是通過無熔絲把直流的一些故障點(diǎn)都取消，盡量減小直流側(cè)的故障。智能光伏電站的無熔絲設(shè)計，區(qū)別于其他有熔絲設(shè)計的逆變器，減少了熔絲更換的故障率，不起火，不冒煙不爆炸，有效保障了人身安全。并且智能光伏高精度殘余電流檢測功能，能夠防止觸電事故，保障電站運(yùn)維人員安全。
智能光伏經(jīng)過嚴(yán)格測試，能夠廣泛應(yīng)用于各種場景，除了能夠保障穩(wěn)定的收益，更能夠保障電站的安全。我們希冀能夠有更多的智能光伏技術(shù)讓分布式光伏更加安全高效的發(fā)展，打造最安全可靠的分布式光伏電站解決方案。
