雖然后續(xù)辟謠稱,光伏電站并未著火,而是由于球形雷擊造成的屋頂失火,此失火與光伏系統(tǒng)無關(guān)。但這次事故卻又將光伏系統(tǒng)的心臟——逆變器推到了風(fēng)口浪尖。
其實,全球因為逆變器起火、爆炸而造成的光伏電站損失甚至人員傷亡的例子并不在少數(shù)。這除了和逆變器本身的質(zhì)量、光伏電站布線與施工質(zhì)量有關(guān)外,其實還與逆變器的選型存在最直接的關(guān)系。
傳統(tǒng)逆變器輸入電壓高達(dá)幾百伏甚至上千伏,在安裝、運(yùn)維過程中存在電擊風(fēng)險,且極易導(dǎo)致直流拉弧,引發(fā)火災(zāi)。而微型逆變器輸入電壓在40V左右,屬于安全電壓,不存在上述危險和安全隱患。
頻頻起火事故的背后
如今,分布式光伏電站已越來越多的進(jìn)入尋常百姓家。
因為在屋頂上安裝一套光伏發(fā)電系統(tǒng),不僅可以滿足自家的用電需求,還可以將多余的電量賣給國家電網(wǎng),產(chǎn)生收益。
無論是自用,還是并網(wǎng)賣電,都必須經(jīng)過電能轉(zhuǎn)換這一關(guān)。因為光伏組件輸出的是直流電,但每家每戶接入的配電網(wǎng)卻是230V/50Hz的交流電。逆變器是承擔(dān)這一轉(zhuǎn)換重?fù)?dān)的電站“心臟”,它將光伏組件輸出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電,通過交流配電線路輸送到電網(wǎng),供家庭自用或并網(wǎng)賣電。
但是,隨著光伏電站的日益普及,逆變器也成了其事故多發(fā)地。在國家發(fā)改委能源研究所原研究員王斯成所調(diào)研的西部電站中,逆變器出現(xiàn)問題的事故并不少。除了逆變器普遍存在的高故障率以外,一些電站火災(zāi)頻發(fā)成為了國內(nèi)逆變器企業(yè)的“狼來了”。據(jù)王斯成介紹,40%的著火都是由于直流電弧引起的。
當(dāng)然了,這些事故的發(fā)生和逆變器本身的質(zhì)量也是緊密相關(guān)的。王斯成表示,在過去的3~5年中,不僅光伏組件過剩造成了低價競爭,逆變器也同樣存在這樣的問題,所以低價競爭必然帶來一些部件的質(zhì)量問題,且部件質(zhì)量問題占到整個故障率的50%。比如電感器性能下降、電容器不穩(wěn)定、器件絕緣性能下降等;又比如塑料器件變脆劣化、壽命縮短、散熱性能下降、半導(dǎo)體器件失效等,這些都是劣質(zhì)逆變器種下的惡果。
中山大學(xué)太陽能研究院電站研究室主任孫韻琳表示,在向業(yè)主交貨后沒有建立起電氣連接周期性巡檢和維護(hù)計劃,來確保各器件的連接可靠,避免造成由于直流拉弧造成的火災(zāi)隱患;甚至有些廠家在設(shè)備檢測技術(shù)與流程上完全滯后,許多檢測過程都無法順利完成就開始將產(chǎn)品推向市場。
光伏系統(tǒng)中高壓直流電的存在一直是阻礙施救工作的最大因素。近年來,消防員對于裝有光伏系統(tǒng)的房屋施救中有了一個新的準(zhǔn)則“letitburn”。國外有正式的“國家消防法規(guī)”出臺,明令規(guī)定消防隊員在對裝有光伏系統(tǒng)的火災(zāi)進(jìn)行施救時,需保持一個最小的安全距離。消防隊員不得在小于安全距離的范圍內(nèi)進(jìn)行施救工作。
國外經(jīng)驗:選用微型逆變器
消滅直流高壓是解決屋頂光伏電站火災(zāi)及施救的重要途徑。
目前,在歐美等發(fā)達(dá)國家,越來越多的屋頂光伏電站都采用微型逆變器取代傳統(tǒng)的串型逆變器,為克服起火瓶頸提供了有效的解決方案。
家用光伏電站,還有什么比安全更重要?
微型逆變器可以避免傳統(tǒng)逆變器所具有的直流高壓。因為微型逆變器對每塊組件進(jìn)行逆變,全部并聯(lián)后,組件之間不再有電壓疊加,直流電壓小于40伏,很難起弧,徹底解決了直流高壓拉弧引發(fā)的火災(zāi)風(fēng)險;而且還能實現(xiàn)組件級監(jiān)控,業(yè)主們可以隨時隨地掌握每塊電池板及每個微型逆變器的發(fā)電狀態(tài)與溫度,診斷出傳統(tǒng)逆變器系統(tǒng)所不能檢測的問題,預(yù)防火災(zāi)。同時,微型逆變器系統(tǒng)還解決了當(dāng)房屋起火時,直流高壓對消防員救火產(chǎn)生的觸電阻礙。
目前,市場上也出現(xiàn)了將光伏優(yōu)化器和傳統(tǒng)逆變器相結(jié)合的做法,這一做法消除了傳統(tǒng)逆變器的木桶短板效應(yīng),提升了發(fā)電效率。但是,并未解決傳統(tǒng)逆變器系統(tǒng)的不安全癥結(jié),仍存在直流高壓導(dǎo)致的觸電危險和火災(zāi)隱患。
所以對家用光伏電站而言,選擇微型逆變器的發(fā)電系統(tǒng)比傳統(tǒng)逆變器系統(tǒng)更適合,老百姓的生命財產(chǎn)安全也更有保障。