近日，悉尼西區一家制藥廠屋頂光伏電站燃起熊熊大火。
(圖片來源：WAtoday)
屋頂光伏為何火災不斷?
光伏的起火的原因很復雜，這里主要歸納了幾種常見的原因。
一是高壓直流拉弧所致。簡單計算，一個1mw的屋頂分布式光伏屋頂面積大約為7000～10000平方米，大約有8000余個高壓直流接頭，也就是說，平均每平方米就有一個高壓直流接頭。直流接頭的拉弧引發電弧火災的概率盡管很低，但基數很大的前提下，火災概率則大大增加了。
二是鋒利邊緣上的電線問題。由于電纜的膨脹和收縮非常容易受到屋頂震動的影響，因此尖銳邊緣上的電線會更快地退化。如果不及時檢查進行補救，就很容易造成接地故障，進而誘發潛在的火災風險。
三是安裝了不匹配或制造不當的連接器。屋頂太陽能組件通常安裝在18~20個串聯的模塊中，最終連接到逆變器。這些字符串中上一個模塊到下一個模塊的距離是標準的，因此它們的線束連接通常由工廠制造，但串末端到逆變器之間的距離則不固定，往往需要“現場制造”，直接在現場組裝。但這些在現場制作的硬件如果與管住上的模塊連接器不同，或者沒有按照制造商的規范進行組裝和安裝，則極易形成熱點，最終導致火災。
四是光伏系統的隱裂風險。傳統有機背板材料的光伏板和每路通過數十個光伏板疊加成的高壓直流發電系統，往往有大量的高壓直流線纜和街頭直接裸露于屋頂之上，導線的劃痕將大大增加火災的概率。此外，太陽能電池板的晶硅電池片由于自身晶體結構的特性，也很容易破裂。
五是熱斑效應。在遮擋之下，熱斑導致組件局部溫度急劇上升，造成安全隱患，引發火災事故。此前，美國聯邦調查局就呼吁定期對光伏屋頂進行紅外成像，因為紅外成像可以探測到這些情況。
組件熱斑
不難發現，除了光伏電板本身可能存在的技術缺陷，不少火災的誘因都帶有一些人的因素。未能及時識別和解決火災風險是以上問題共通的特點。行業從業者的培訓不到位是一方面，隨著商用屋頂光伏的快速發展，大量的工作崗位也隨之增長，但從業者的培訓往往存在著大大小小的問題，進而導致安裝出錯。此外，由于光伏的運營與維護需要運維公司和系統最終所有者進行協商，這中間也存在著一定的紕漏，年度或兩年一次的檢查往往得不到很好的保證：運維檢查員可以選擇運行系統性能測試而不執行相對花時間的逐行檢查，而后者往往可以發現上面提及的電線劃痕和不匹配的接頭等問題。
屋頂光伏火災如何識別和避免?
雖然各種屋頂光伏著火的新聞令人觸目驚心，但好在這些都能并且容易避免。即使檢查現有設施的火災風險并盡快解決這些問題永遠是最有效的方式。
首先，我們需要切斷現場電源。尋求專業人員的幫助，遵循正確的斷電程序，確保系統處于安全的系統關閉狀態。
然后我們需要進行深入的目視檢查和系統關閉測試。目視檢查主要是查看連接器是否匹配或制造不當，電線是否靠近或者懸掛在尖銳邊緣附近，以及逆變器端接是否良好。系統關閉測試則應包括直流絕緣電阻測試(DC IRT)和連續性測試，需要檢查交流電纜上的電流泄露并確保組件正確接地。
最后進行系統開啟檢查。在解決好目視檢查和系統關閉測試中發現的安全問題后，我們需要重新給現場通電，并對部件(逆變器、現場制造的連接器、工廠制造的連接器、負載中心、匯流箱、中央和串式逆變器等)進行系統熱成像，確認逆變器無故障、監控功能已連接并正常運行。
當然，以上這些措施都需要一個合格的運維檢查員。尋求合格的檢查員和安裝員，確保定期的維護和檢查，才能將光伏屋頂的火災概率降至最小。
屋頂光伏防火應該注意的問題共涉及十個方面：光伏系統是否由合格承包商設計;現場調查，包括尺寸、陰影管理、通道、傾斜、方向和位置;屋頂結構和材料;所有光伏設備的標記系統，包括光伏輸入和輸出、導管、電纜、逆變器、外殼、組合器、箱體和隔離開關;屋頂防水和防水;電氣布線和接地系統;陣列安裝、通風和光伏板;匯流箱和連接器;DC/AC逆變器;以及直流隔離器和其他保護裝置。
在這些安全措施中，研究人員強調了現場評估的重要性。這一舉措能夠有效避免陰影效應，并確定光伏系統輸出的最佳方向。同時，確保光伏組件周圍有著良好的通風條件也是有效的安全手段，這些都能夠很好地防止熱斑現象的出現。此外，還需注意防止水滲入直流隔離器的外殼。
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