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編者按：為保證用戶的人身安全，光伏設(shè)施的火災(zāi)風(fēng)險受到各國的光伏關(guān)注，光伏組件級快速關(guān)斷強(qiáng)制性安全標(biāo)準(zhǔn)亟待制定。

屋頂分布式光伏在中國、美國、澳洲、歐洲、日本都是重要的光伏應(yīng)用細(xì)分。作為離人類活動區(qū)最近的應(yīng)用，如何保證相鄰的人身安全，如何防范光伏設(shè)施的火災(zāi)風(fēng)險，如何保證非專業(yè)人員第一時間識別并切斷風(fēng)險，成為各國廣泛關(guān)注的問題。

然而美、澳、歐洲、日本都已將光伏設(shè)施的組件級快速關(guān)斷列為強(qiáng)制要求，作為戶用光伏大國的中國在這個領(lǐng)域仍未重視，安全標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于產(chǎn)品制造和市場推廣。目前，僅有安徽省公安消防總隊歸口的地方標(biāo)準(zhǔn)提出規(guī)范化要求。盡管浙江制造及嘉興也推出了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，但并未對組件級快速關(guān)斷提強(qiáng)制性要求，僅表述為“宜具備”、“宜具備”。

盡管在國內(nèi)已有不少屋頂光伏的火災(zāi)案例，但目前還沒有參照標(biāo)準(zhǔn)要求的“組件級快速關(guān)斷”設(shè)計、應(yīng)用案例，也尚未見報道安徽省對標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的檢查案例。

本文從美國NEC法規(guī)實施的要求介紹滿足NEC法規(guī)的屋頂光伏設(shè)施要求，為國內(nèi)屋頂分布式光伏的設(shè)計、施工、驗收等提供參考學(xué)習(xí)資料。

1.2017版NEC- 《美國國家電氣法規(guī)》

自2019年1月1日起，2017NEC - 《美國國家電氣法規(guī)》第690.12(b)(2)節(jié)中關(guān)于“光伏陣列內(nèi)光伏快速關(guān)斷的要求”已在美國30個州正式生效，其他大多數(shù)州也都在陸續(xù)采用新規(guī)則。2017 NEC要求所有建筑物上的光伏設(shè)施均具有在緊急情況下實現(xiàn)組件級快速關(guān)斷的能力。

該規(guī)則適用于任何安裝在建筑物上的光伏設(shè)施，但不包括不屬于建筑物附近的太陽能車棚、避難所、涼亭等。

2.滿足2017 NEC法規(guī)的具體要求

滿足2017 NEC法規(guī)的具體要求需要做到以下幾點：

-安裝“Listed-列名的”或帶有現(xiàn)場標(biāo)簽的快速關(guān)機(jī)系統(tǒng)

“Listed”是指經(jīng)過第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)列名。美國國家電氣法規(guī)規(guī)定使用“Listed”-即包括CSA等任何國家認(rèn)可的測試實驗室認(rèn)證列名的產(chǎn)品。

在2019年國際太陽能博覽會上(SPI)，許多逆變器和快速關(guān)機(jī)設(shè)備制造商都展示了SunSpec認(rèn)證。SunSpec為快速關(guān)斷過程中的不同設(shè)備之間的通信開發(fā)了重要的協(xié)議，但它不是認(rèn)證機(jī)構(gòu)。

通信協(xié)議認(rèn)證并不滿足NEC第690.12節(jié)中的操作方面或NEC列名要求。通信協(xié)議列出的額定值、標(biāo)記和/或認(rèn)證不能替代UL1741光伏快速關(guān)斷認(rèn)證(列名)，僅看到SunSpec標(biāo)簽并不能告訴安裝人員產(chǎn)品已通過NEC 2017認(rèn)證可快速關(guān)斷。

此外，在硬件安裝符合NEC 2017要求后，還需要在該光伏系統(tǒng)安裝位置，對快速關(guān)斷系統(tǒng)進(jìn)行明顯的標(biāo)識標(biāo)示快速。

-安裝能夠在30秒內(nèi)將電壓降至80 V的系統(tǒng)

30秒內(nèi)電壓降至80V是為了滿足對人體接觸的基本安全要求。目前國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范大多要求100V、120V等臨界指標(biāo)。微逆變器將高壓直流電轉(zhuǎn)換為低壓安全的交流電，通常采用微型逆變器的光伏陣列一般都能視為本質(zhì)上符合快速關(guān)機(jī)的要求。

但由于某些微型逆變器設(shè)計在電路的前端裝有電容器，因此，除非檢查人員實際執(zhí)行電壓測量，否則無法知道它是否低于80V極限。如果認(rèn)證機(jī)構(gòu)會能主動進(jìn)行這些測試，以驗證該微型逆變器示范可以滿足80V閾值，要比在安裝逆變器之后進(jìn)行測試容易得多。

-BIPV系統(tǒng)比BAPV更容易滿足NEC法規(guī)

從領(lǐng)跑者創(chuàng)新論壇第四屆BIPV大會上了解大，BIPV系統(tǒng)一般都把光伏產(chǎn)品作為建筑構(gòu)件的一部分進(jìn)行設(shè)計，通常沒有金屬部件和裸露的導(dǎo)體，且不在接地金屬的8英尺之內(nèi)，如太陽能瓦。BIPV產(chǎn)品由于需要符合建材規(guī)范，因而系統(tǒng)與接地和導(dǎo)電部件隔離，最容易滿足NEC法規(guī)的要求。

3.持續(xù)完善的光伏危害控制系統(tǒng)

目前行業(yè)正在為2020版 NEC討論修訂，是快速關(guān)斷的未來要求：根據(jù)UL 3741，陣列安裝應(yīng)列為光伏危害控制系統(tǒng)。

對于正在討論中的新要求，主要觀點集中在“關(guān)斷速度該多快?實際該關(guān)斷什么部位?是否完全關(guān)斷?”。

要檢查30秒鐘內(nèi)陣列是否降至80 V或更低，檢查人員必須登上屋頂并將電壓表插入連接器測試。這對于民用建筑上的光伏設(shè)施運維及檢查是不合理的。

當(dāng)前，組串式逆變器仍需要安裝“列名”的附件才能實現(xiàn)快速關(guān)機(jī)，這可以通過將快速關(guān)斷的變送器或啟動器安裝到逆變器中實現(xiàn)。該變送器與連接到陣列的傳感器配對，在火災(zāi)發(fā)生時，由第一響應(yīng)器在逆變器上啟動快速停機(jī)開關(guān)或斷路器，則變送器會連接陣列上的傳感器并關(guān)斷電路。

隨著對光伏危害控制的要求日益嚴(yán)格，快速關(guān)斷功能將全面集成到太陽能系統(tǒng)中，而不是像當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)那樣允許使用經(jīng)過快速關(guān)斷認(rèn)證的不同零件。預(yù)計在2020 NEC會提出為PV危害控制系統(tǒng)專門設(shè)計、評估、測試和認(rèn)證。

4.快速關(guān)斷裝置

通常，光伏設(shè)施或消防系統(tǒng)的檢查員不太可能會對光伏陣列進(jìn)行測試以確?？焖訇P(guān)斷系統(tǒng)能夠正常工作。對于他們來說，翻轉(zhuǎn)開關(guān)裝置或斷路器以啟動快速關(guān)機(jī)很容易。

MLPE組件級電力電子技術(shù)是實現(xiàn)組件級關(guān)斷的主要方式，應(yīng)用產(chǎn)品包括微型逆變器、功率優(yōu)化器及智控關(guān)斷器。微型逆變器的使用可以從根本上消除光伏系統(tǒng)存在的直流高壓，而功率優(yōu)化器及智控關(guān)斷器具有組件級關(guān)斷功能。

在緊急情況下，安裝有功率優(yōu)化器或智控關(guān)斷器的光伏系統(tǒng)，能切斷每塊組件之間的連接，消除陣列中存在的直流高壓，實現(xiàn)組件級別的快速關(guān)斷。不少企業(yè)已經(jīng)能夠提供組件級快速關(guān)斷裝置，如有快速關(guān)斷功能的接線盒。

一直在與行業(yè)以及其他利益相關(guān)者(如急救人員社區(qū))一起開發(fā)這些需求，以使那些在執(zhí)行其至關(guān)重要的系統(tǒng)時必須與這些系統(tǒng)進(jìn)行交互的急救人員提高這種信心。我們有責(zé)任保護(hù)社會，人民和財產(chǎn)安全，我們希望使它們盡可能安全。”

【結(jié)語】

工商業(yè)屋頂光伏的平價上網(wǎng)已經(jīng)完全實現(xiàn)，當(dāng)光伏被普及成為一種日常屋頂設(shè)施后，潛在的安全風(fēng)險就更有可能暴露出來。我們一方面要積極推動行業(yè)盡快建立更普及的強(qiáng)制性安全標(biāo)準(zhǔn)，另一方面也要從意識上對設(shè)計規(guī)范、施工和驗收提出要求，確保財產(chǎn)和人身安全得到保證。

原標(biāo)題：光伏組件級快速關(guān)斷強(qiáng)制性安全標(biāo)準(zhǔn)亟待制定