家用光伏電站，還有什么比安全更重要？

前不久，微信朋友圈里瘋傳一條消息——“山西戶用光伏電站逆變器著火了!起火原因是使用了劣質(zhì)逆變器，引起直流拉弧，最終導(dǎo)致內(nèi)部器件自燃”。

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(shí)，全球因?yàn)槟孀兤髌鸹?、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(shí)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(xiǎn)，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(xiǎn)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?yàn)樵谖蓓斏习惭b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?yàn)楣夥M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(jià)競爭，逆變器也同樣存在這樣的問題，所以低價(jià)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(gè)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(jì)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(duì)于裝有光伏系統(tǒng)的房屋施救中有了一個(gè)新的準(zhǔn)則“let it burn”。國外有正式的“國家消防法規(guī)”出臺(tái)，明令規(guī)定消防隊(duì)員在對(duì)裝有光伏系統(tǒng)的火災(zāi)進(jìn)行施救時(shí)，需保持一個(gè)最小的安全距離。消防隊(duì)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(yàn)：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。

杭州禾邁電力電子技術(shù)有限公司總經(jīng)理?xiàng)畈ū硎?，微型逆變器可以避免傳統(tǒng)逆變器所具有的直流高壓。因?yàn)槲⑿湍孀兤鲗?duì)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(xiǎn);而且還能實(shí)現(xiàn)組件級(jí)監(jiān)控，業(yè)主們可以隨時(shí)隨地掌握每塊電池板及每個(gè)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(shí)，微型逆變器系統(tǒng)還解決了當(dāng)房屋起火時(shí)，直流高壓對(duì)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(xiǎn)和火災(zāi)隱患。

所以對(duì)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(cái)產(chǎn)安全也更有保障。