分析光伏組件頻繁自燃的四大“元兇”
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近日位于德國某地的某光伏發(fā)電站的太陽(yáng)能組件發(fā)生自燃，燃燒現場(chǎng)慘不忍睹。據了解，起火點(diǎn)發(fā)生在屋頂太陽(yáng)能光伏發(fā)電板的一個(gè)電控箱處，恰巧是一個(gè)防煙樓梯的正壓進(jìn)風(fēng)口，導致室內煙氣倒灌?；馂膱缶笪绰?lián)動(dòng)排煙風(fēng)機，煙氣彌漫，后消防車(chē)出動(dòng)降火撲滅。網(wǎng)友調侃：這個(gè)夏天，去歐洲看煙火，來(lái)青海聽(tīng)禮花
另?yè)拇罄麃喢襟w報道，澳大利亞家庭屋頂光伏組件安裝存在缺陷或引發(fā)火災。澳大利亞能源安全局(EnergySafety)對260個(gè)光伏組件安裝系統進(jìn)行了審核，發(fā)現一半系統安裝方式錯誤，至少存在一個(gè)缺陷。該機構表示，近期國內光伏組件需求激增，在過(guò)去六個(gè)月內，家庭安裝的太陽(yáng)能系統就達到了10，000套。能源安全局代理局長(cháng)DonSaunders說(shuō)，近四分之一的系統存 在安裝布線(xiàn)問(wèn)題，并能夠導致火災危險。
這需要我們給予極大的關(guān)注，在這個(gè)問(wèn)題上我們找不到任何借口，我們審核的主題就是針對太陽(yáng)能光伏安裝系統訂單，我們將對這些訂單進(jìn)行跟進(jìn)，確保問(wèn)題得到糾正。今后，我們將對該類(lèi)事件提高警惕?？沙掷m能源協(xié)會(huì )負責人RayWills對糾正問(wèn)題措施表示贊同，但對報告 發(fā)布時(shí)間的滯后表示了高度不滿(mǎn)。他說(shuō)：能源局在六月份就開(kāi)始了調查，但是直到12月23日--幾乎澳大利亞所有的太陽(yáng)能光伏業(yè)務(wù)都將停工的前一日才發(fā)布 這個(gè)報告，這簡(jiǎn)直太糟糕了，太不合時(shí)機了。選擇在圣誕節前一天發(fā)布這個(gè)報告太瘋狂了。能源安全局促請所有對光伏組件安裝擔憂(yōu)的用戶(hù)盡快聯(lián)絡(luò )安裝商或者電力供應商。
光伏組件生產(chǎn)商應加強技術(shù)和質(zhì)量方面的工作，未來(lái)如果到處都是這樣的景象，不僅是賠償的問(wèn)題中國制造的產(chǎn)品也可能受到抵制。事發(fā)當時(shí)幸虧有清潔工路過(guò)及時(shí)發(fā)現，否則那片工廠(chǎng)都將成為廢墟!為方便光伏組件追溯索賠，應購買(mǎi)再保的責任險和質(zhì)量險。
圖2屋頂太陽(yáng)能光伏電站“自然”現場(chǎng)
太陽(yáng)能光伏組件“自燃”原因追溯
一、粗制濫造匆忙上馬的后果
趕工期也是造成問(wèn)題的因素之一，據了解，目前我國格爾木地區有個(gè)別電站還沒(méi)有投入試運營(yíng)，“一投運就爆炸，怎么投?”相關(guān)人們說(shuō)，去年由于一味趕工期，很多設備還沒(méi)運到就先并網(wǎng)了，但這些設備的自動(dòng)化程度都很高，就算安裝到位了也還需要調試周期，再加上設備驗收時(shí)質(zhì)量控制不嚴、技術(shù)把關(guān)不嚴，因此也有不少問(wèn)題是由于設備質(zhì)量造成的。“雖然大多數問(wèn)題集中在升壓和強電部分，但不少問(wèn)題都跟逆變器相關(guān)，比如輸出電壓等級是否符合國網(wǎng)要求、是否具備低電壓穿越保護等。也正是因此，逆變器的質(zhì)量問(wèn)題比較突出。”逆變器的問(wèn)題主要集中在標準、技術(shù)規范是否按照國網(wǎng)的要求去做，也多與相關(guān)標準缺失有關(guān)，比如逆變器電壓輸出幅度太寬，700V進(jìn)直流，200V交流出，缺少相關(guān)規范和要求，也讓設備企業(yè)無(wú)所適從。目前各逆變器廠(chǎng)家技術(shù)路線(xiàn)不同、技術(shù)標準不同，又缺乏橫向技術(shù)交流，國內對于35KV以下的串并結構以及電氣配套設備又都是非標準化的，因此出現問(wèn)題很正常。
二、不排除系統的設計缺陷
據不完全統計，目前我國格爾木地區光伏電站暴露出來(lái)的問(wèn)題主要集中在無(wú)功補償、光能預測以及穩控裝置方面，包括主變壓器不符合要求、無(wú)功補償功率不夠、無(wú)穩控裝置、逆變器不具備低電壓穿越功能、缺少發(fā)電預測或信號不通、絕緣不符合要求等。
由于設計單位在光伏電站設計方面的經(jīng)驗欠缺，以及對青海地區特殊地質(zhì)地貌環(huán)境考慮不周，將為這些光伏電站的后續運營(yíng)留下許多隱患。比如格爾木的地質(zhì)腐蝕性和高海拔、風(fēng)沙大的問(wèn)題，有些設計單位在系統設計時(shí)就根本未予考量。
三、光伏組件接線(xiàn)盒質(zhì)量問(wèn)題分析
目前，中國組件制造商生產(chǎn)的組件很多都存在不少的質(zhì)量問(wèn)題和隱患，而其中很大一部分組件質(zhì)量問(wèn)題來(lái)自于接線(xiàn)盒自身的設計和品質(zhì)。作為光伏組件制造商的配套企業(yè)，接線(xiàn)盒制造商不僅需要對組件制造商負責，更需要對終端客戶(hù)負責，特別是對使用過(guò)程中人身安全的保護。所以，優(yōu)化接線(xiàn)盒結構設計、提高質(zhì)量是所有接線(xiàn)盒制造企業(yè)的首要任務(wù)。
結合目前光伏組件戶(hù)外使用的實(shí)際情況，接線(xiàn)盒常見(jiàn)失敗項目主要有：IP65防沖水測試、結構檢查、拉扭力試驗、濕漏電試驗、二極管升溫試驗、環(huán)境試驗、750℃灼熱絲試驗。
圖3戶(hù)外光伏組件接線(xiàn)盒問(wèn)題引起的故障圖分析
四、熱斑效應
在一定條件下，一串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽(yáng)電池組件，將被當作負載消耗其他有光照的太陽(yáng)電池組件所產(chǎn)生的能量。被遮蔽的太陽(yáng)電池組件此時(shí)會(huì )發(fā)熱，這就是熱斑效應。這種效應能?chē)乐氐钠茐奶?yáng)電池。有光照的太陽(yáng)電池所產(chǎn)生的部分能量，都可能被遮蔽的電池所消耗。為了防止太陽(yáng)電池由于熱斑效應而遭受破壞，最好在太陽(yáng)電池組件的正負極間并聯(lián)一個(gè)旁路二極管，以避免光照組件所產(chǎn)生的能量被受遮蔽的組件所消耗。
圖4光伏組件局部溫度過(guò)高
太陽(yáng)電池組件熱斑效應介紹及檢測方法
太陽(yáng)電池組件通常安裝在地域開(kāi)闊、陽(yáng)光充足的地帶。在長(cháng)期使用中難免落上飛鳥(niǎo)、塵土、落葉等遮擋物，這些遮擋物在太陽(yáng)電池組件上就形成了陰影，在大型太陽(yáng)電池組件方針中行間距不適合也能互相形成陰影。由于局部陰影的存在，太陽(yáng)電池組件中某些電池單片的電流、電壓發(fā)生了變化。其結果使太陽(yáng)電池組件局部電流與電壓之積增大，從而在這些電池組件上產(chǎn)生了局部溫升。太陽(yáng)電池組件中某些電池單片本身缺陷也可能使組件在工作時(shí)局部發(fā)熱，這種現象叫“熱斑效應”。
在實(shí)際使用太陽(yáng)電池中，若熱斑效應產(chǎn)生的溫度超過(guò)了一定極限將會(huì )使電池組件上的焊點(diǎn)熔化并毀壞柵線(xiàn)，從而導致整個(gè)太陽(yáng)電池組件的報廢。據國外權威統計，熱斑效應使太陽(yáng)電池組件的實(shí)際使用壽命至少減少10%。
熱斑現象是不可避免的，盡管太陽(yáng)電池組件安裝時(shí)都要考慮陰影的影響，并加配保護裝置以減少熱斑的影響。為表明太陽(yáng)電池能夠在規定的條件下長(cháng)期使用，需通過(guò)合理的時(shí)間和過(guò)程對太陽(yáng)電池組件進(jìn)行檢測，確定其承受熱斑加熱效應的能力。
確定太陽(yáng)電池組件承受熱斑加熱能力的檢測試驗叫“熱斑耐久試驗”。熱斑耐久試驗過(guò)程需嚴格遵循國際標準IEC61215-2005
完善光伏電站火災防控系統
光伏電站火災防控系統可以自動(dòng)識別光伏電站火災風(fēng)險，可在第一時(shí)間自動(dòng)發(fā)現并排除火災隱患，并且具備數據記錄等附加功能，極大地提高了光伏電站的資產(chǎn)安全程度。
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