别让屋顶光伏成为潜在的”火药桶“组件级电力电子技能或成直流高压最佳解决筹划

弁言：2019年8月22日央视财经宣布：美国沃尔玛超市在过去11个月里连续7个购物中央屋顶的光伏电站动怒燃烧，沃尔玛控告美国特斯拉SolarCity全部拆除屋顶光伏电站并赔偿丢失。

2018年6月，特斯拉太阳能系统在加州雷德兰兹的亚马逊仓库动怒。
据悉，失火发生后，亚马逊已经没有任何连续从特斯拉的太阳城子公司采购光伏发电系统的进一步操持。

近年来，随着光伏的遍及，越来越多的屋顶，披上了光伏的外衣。
但无论是在海内还是国外，光伏电站着火的事宜屡屡发生。
在5月22日，全国能源信息平台的一篇题目为《当光伏屋顶变成“炸药桶，谁来对BIPV安全卖力？》引起热议。

这到底是由于光伏电站的“先天毛病”，技能壁垒等缘故原由而导致的隐患，还是由于由于意识缺少而亟待办理的问题呢？

对付光伏电站着火这件事在业内一贯都是一个“敏感话题”，有人提出不该用这样的“小概率”事宜，来阻碍全体行业提高的步伐。
水火无情，“小概率”事宜带来的磨难是及其严重的、无可挽回的。

光伏的初衷是为人们带来绿色的能源，但只有安全可控的绿色能源才是值得去获取。
根据威信机构报告显示，2019年环球光伏新增装机114.9GW，连续第三年打破100GW门槛，同比增长12%，光伏累计装机量达到627GW。
在这样大的安装基数下，那么这样的“小概率”事宜又会带来多大的危害呢？

什么是直流电弧，起因是什么？

直流电弧是一种气体放电征象，可以理解为绝缘情形下产生的高强度瞬时电流。
在光伏电站的失火中，据统计 80%以上的电站着火是由于直流侧的故障引起的，由直流高压引起的电弧火花是光伏失火的“首恶”。

实际电站中，太阳能组件以串列办法排成阵列，整串线路电压累计，一样平常可以达到 600V~1000V的高压。
在长年累月的运行中，接头没有拧紧导致的打仗不良、打仗件质量问题、运行韶光久带来的绝缘部位老化等问题都会直接造成直流电弧征象、击穿空气，引发失火。

不丢脸出，随着电站的运行韶光增加，涌现直流电弧的概率也会增加。
不考虑其他打仗件以及绝缘部位，在一个10MW的分布式电站中，光打仗点便超过了80,000个，它们时候存在发生直流电弧的可能性。
即便在25年的电站运行韶光中只有1/1000的打仗点发生直流电弧，这个电站也会发生80次直流电弧事宜。

直流电弧对光伏电站的危害跟互换电弧不一样的是，直流电弧没有过零点，意味着如果发生了直流电弧，触发部位会坚持相称长一段韶光稳定燃烧而不熄灭。
直流电弧产生的高温轻易超过3000℃，能够直接导致动怒。

当系统着火后，光伏电站本身便是一个“大电池”，只要有光照就会有直流高压的存在，消防队员便无法进行施救。

看得见的直流电弧火花

应对直流高压出台的安规标准

在美国、欧洲、日本、澳洲等发达国家，对光伏系统中的直流高压问题已出台逼迫方法。

美国NEC690.12中，对此快速关断做出了严格的哀求——以间隔到光伏矩阵305mm为界线，在快速关断装置启动后30S内，界线范围外电压降落到30V以下，边界范围内电压降落到80V以下，也便是哀求实现“组件级关断”；意大利，消防员在建筑物带电压的情形下，是不可以进行灭火事情的。

在德国，率先实行VDE防火安全标准，明确规定在光伏系统中逆变器与组件之间须要增加一个直流电割断装置；澳大利亚，根据OVE R11-1: 2013规范，在组件附近必须有断路装置。

中国建筑装饰协会标准《光电建筑技能运用规程》：高压直流电弧是产生光伏系统失火的紧张缘故原由，在发电系统设计时应只管即便减少利用直流线路。
直流系统电压不宜高于80伏。

浙江省市场监督管理局发布的家庭屋顶光伏电源接入电网技能规范DB33/T 2189-2019：光伏电源并网电气设备应符合GB 50054等国家干系技能标准，并知足日常运行、掩护和检修的哀求。

根据GB/T3805和GB/T 18379干系规定，光伏电源应具备技能方法，在施工、掩护和检修等情形下能够掌握人体可能打仗的直流部分电压在120V安全限值范围内。

中国建材考验认证集团株式会社最新发布履行的 CTS 13001—2018《户用并网光伏系统检测及评价》安装在屋顶上的户用并网光伏系统，当直流电压大于120V时，单块光伏组件或组串宜采取快速关断的办法掌握危险直流电压。

安装在屋顶上的户用并网光伏系统，当直流电压大于120V时，宜采取电弧故障检测、报警及处理系统。

嘉兴市光伏行业协会、嘉兴市家庭光伏运用同盟发布的《户用型分布式光伏并网发电系统技能规范》中规定：对付光伏系统中直流侧设计电压高于600V，禁止运用于户用分布式光伏系统。

直流侧设计电压高于120V，不超过600V的系统，如暴露在组阵列之外的直流线缆长度超过1米时，必须安装光伏专用直流开关，能够在带载条件下手动物理割断组件电压或系统应具备组件级直流电压快速关断功能，割断直流母线高压 。

安徽省地方标准《建筑光伏系统防火技能规范》，也同样在反复强调高压直流危害，哀求设计快速关闭装置能掌握断开建筑光伏系统直流和互换电路。

作为天下第一光伏大国的中国，在此领域，只管陆续出台了一些行业规范，但本色上仍未得到足够的认识。
不难创造，在上述的安规文件中，多数均为辅导见地、并未逼迫实行， 安全规范的遍及推广远远掉队于产品的制造和推广。

直流高压的办理方案

1. 组件级关断器办理方案

光伏关断器是一种可实现组件级快速关断的装置。
在危急情形下，通过该装置，可以远程或者手动快速关断每一块光伏组件之间的连接，从而肃清光伏系统阵列中存在的直流高压，降落触电风险、办理施救风险，为光伏系统的安全“保驾护航”。

昱能组件级关断器RSD与旗子暗记发生器Transmitter配套利用：transmitter作为旗子暗记主机，通过不断的发送心跳帧坚持关断器RSD的正常事情。
同时，系统在碰着紧急情形时，可以通过互换拉闸，停滞Transmitter事情，从而通过关断器断开每一块组件的输出，保障系统的安全。

昱能组件级关断器产品可与大多数品牌的组串式逆变器匹配，具有体积小、重量轻，安装办法大略便捷，利用安全可靠等诸多上风。

2. 微型逆变器办理方案

在组件级电力电子技能的运用中，微型逆变器系统为全并联电路设计，组件之间不再有电压叠加，直流电压小于60伏(不高于组件最高输出直流电压)，彻底办理了由于高压直流拉弧引动怒警的风险，同时也办理了当房屋动怒时，因光伏电站而阻碍了施救的问题。

微型逆变器光伏系统正常运行时，互换并网电压220伏/380伏，属于家用电器级别安全等级。

由此：

• 办理了高压直流拉弧引动怒警的风险；

• 不会对家用电器利用寿命造成影响；

• 不会对家庭用户造成触电风险；

• 由于其他意外故障发生时，可以通过干粉灭火剂救火，不会造成二次侵害；

看了以上的论述，不知道您对光伏电站“直流高压”有什么意见呢？欢迎大家在留言谈论！

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