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当光伏屋顶变成“火药桶”,谁来对BIPV安全负责?
日期:2020-05-22   [复制链接]
责任编辑:zhangchi_zrm 打印收藏评论(0)[订阅到邮箱]

编者按:分布式光伏正越来越受到老百姓的欢迎。然而屋顶光伏电站一般难以维护清扫,很容易积灰,组串内各组件工况的一致性难以保证,因而会存在一定的安全隐患,需引起重视。


国家能源局公布数据显示,2020年一季度,全国新增光伏发电装机395万千瓦,其中集中式光伏新增装机223万千瓦,分布式光伏新增装机172万千瓦。截止3月底,光伏发电累计装机达到2.08亿千瓦,其中集中式光伏1.44亿千瓦,分布式光伏6435万千瓦。

从累计装机占比看,分布式光伏占到了31%,成为了不可忽视的重要力量。分布式光伏,正越来越受到老百姓的欢迎,走入寻常百姓家,成为了大家喜闻乐见的“屋顶银行”、“屋顶取款机”。

但是,一个不容忽视的问题是,分布式光伏安全隐患不排除,很可能就变成了顶在老百姓头顶的“火药桶”。随着越来越多的屋面光伏电站的投入运行,面临的安全隐患和安全挑战也在急遽增长。

那么,为何会出现如此问题?这还要从光伏发电的技术路线说起。

现行光伏組串技术路线,大多以20余块组件为主,组成一个串,形成1000V,1500V级的直流高压线路进入直流汇流箱,再进入集中式逆变器或组串式逆变器进行直流向交流的逆变,然后将交流电并入电力网络中。

从光伏开始产业化发展以来,这已经形成了一个固定的思维格式。该技术路线最大的优势就是在于光伏PN结形成的单个电池片电压始终只有0.5~0.6V左右,电流与电压带来的反比关系决定了只有更高的电压获得更低的电流,降低系统的电阻损耗,提升系统效率,降低系统成本。

但是,在直流侧的串联电路中,会形成高达1000V的电压(近年为降低直流侧电缆用量,又开始将直流电压升高到1500V的电压等级)。在一个组串过程中,各组件电压进行叠加,形成一个叠加的直流侧高电压。为降低組串过程损失,避免木桶短板效应,因此要求每个組串内组件的工况(发电运行工作参数)尽可能保证一致性。

这一技术路线,在地面光伏电站运用中是没有太大问题的。地面电站会进行场地平整,让每一个組串的组件尽可能安装在一个支架阵列中,同时,要做好日常维护,检查热斑,組串电流偏差,进行灰尘清理,以尽量保证組串内组件工况的一致性。实践证明,地面光伏电站也几乎没有出现大的安全事件。

但是,屋顶分布式发电应用场景却有很大不同。尤其是安装在建筑表面的光伏发电系统(BIPV和BAPV),存在更多的不确定性。屋顶光伏电站一般难以维护清扫,很容易积灰,组串内各组件工况的一致性难以保证,因而会放大可能存在的孤立或小概率事件发生,这就是屋顶光伏的安全隐患所在。

在美国,据2019年8月22日央视财经报道:美国沃尔玛超市在过去11个月里连续7个购物中心屋顶的光伏发电起火燃烧,沃尔玛控告美国特斯拉SolarCity全部拆除屋顶光伏发电并赔偿损失。

在中国,随着近年光伏扶贫和农村分布式的发展,屋顶光伏电站着火事件也时有发生,已经成为威胁人们建筑安全的重要因素。关于光伏电站着火概率至今仍没有详细的统计,但事实上已经对建筑构成了潜在的安全风险,对人员安全带来巨大隐患,必须引起人们的高度重视。

在过去20年间,光伏发电为降低系统成本,各光伏企业和研发机构均投入最大的精力进行光电转换效率的提升和系统成本的降低,却很少关注光伏应用场景的多样性以及不同应用场景对人类活动所造成的潜在威胁。

如今,安全问题必须需要引起足够重视了。安全为本,安全性才是建筑光伏一体化(BIPV)发展的王道。

2014年和2016年,欧盟和美国分别通过立法,强制要求屋面光伏发电设施必须装设智能关断器,分别设置的最高电压为60和80v。2020年,中国通过的《建筑光伏一体化技术规程》也参考美国标准提出了80V的故障关断要求,但由于并非强制性标准,仍未在中国引起充分重视。

当光伏屋顶变成“火药桶”,谁来对BIPV安全负责?是时候来发起一场屋顶光伏的“安全保卫战”了!

原标题:当光伏屋顶变成“火药桶”,谁来对BIPV安全负责? 
 
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来源:华夏能源网
 
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