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編者按：分布式光伏正越來越受到老百姓的歡迎。然而屋頂光伏電站一般難以維護清掃，很容易積灰，組串內各組件工況的一致性難以保證，因而會存在一定的安全隱患，需引起重視。


國家能源局公布數(shù)據(jù)顯示，2020年一季度，全國新增光伏發(fā)電裝機395萬千瓦，其中集中式光伏新增裝機223萬千瓦，分布式光伏新增裝機172萬千瓦。截止3月底，光伏發(fā)電累計裝機達到2.08億千瓦，其中集中式光伏1.44億千瓦，分布式光伏6435萬千瓦。

從累計裝機占比看，分布式光伏占到了31%，成為了不可忽視的重要力量。分布式光伏，正越來越受到老百姓的歡迎，走入尋常百姓家，成為了大家喜聞樂見的“屋頂銀行”、“屋頂取款機”。

但是，一個不容忽視的問題是，分布式光伏安全隱患不排除，很可能就變成了頂在老百姓頭頂?shù)?ldquo;火藥桶”。隨著越來越多的屋面光伏電站的投入運行，面臨的安全隱患和安全挑戰(zhàn)也在急遽增長。

那么，為何會出現(xiàn)如此問題？這還要從光伏發(fā)電的技術路線說起。

現(xiàn)行光伏組串技術路線，大多以20余塊組件為主，組成一個串，形成1000V，1500V級的直流高壓線路進入直流匯流箱，再進入集中式逆變器或組串式逆變器進行直流向交流的逆變，然后將交流電并入電力網(wǎng)絡中。

從光伏開始產(chǎn)業(yè)化發(fā)展以來，這已經(jīng)形成了一個固定的思維格式。該技術路線最大的優(yōu)勢就是在于光伏PN結形成的單個電池片電壓始終只有0.5~0.6V左右，電流與電壓帶來的反比關系決定了只有更高的電壓獲得更低的電流，降低系統(tǒng)的電阻損耗，提升系統(tǒng)效率，降低系統(tǒng)成本。

但是，在直流側的串聯(lián)電路中，會形成高達1000V的電壓（近年為降低直流側電纜用量，又開始將直流電壓升高到1500V的電壓等級）。在一個組串過程中，各組件電壓進行疊加，形成一個疊加的直流側高電壓。為降低組串過程損失，避免木桶短板效應，因此要求每個組串內組件的工況（發(fā)電運行工作參數(shù)）盡可能保證一致性。

這一技術路線，在地面光伏電站運用中是沒有太大問題的。地面電站會進行場地平整，讓每一個組串的組件盡可能安裝在一個支架陣列中，同時，要做好日常維護，檢查熱斑，組串電流偏差，進行灰塵清理，以盡量保證組串內組件工況的一致性。實踐證明，地面光伏電站也幾乎沒有出現(xiàn)大的安全事件。

但是，屋頂分布式發(fā)電應用場景卻有很大不同。尤其是安裝在建筑表面的光伏發(fā)電系統(tǒng)（BIPV和BAPV），存在更多的不確定性。屋頂光伏電站一般難以維護清掃，很容易積灰，組串內各組件工況的一致性難以保證，因而會放大可能存在的孤立或小概率事件發(fā)生，這就是屋頂光伏的安全隱患所在。

在美國，據(jù)2019年8月22日央視財經(jīng)報道：美國沃爾瑪超市在過去11個月里連續(xù)7個購物中心屋頂?shù)墓夥l(fā)電起火燃燒，沃爾瑪控告美國特斯拉SolarCity全部拆除屋頂光伏發(fā)電并賠償損失。

在中國，隨著近年光伏扶貧和農(nóng)村分布式的發(fā)展，屋頂光伏電站著火事件也時有發(fā)生，已經(jīng)成為威脅人們建筑安全的重要因素。關于光伏電站著火概率至今仍沒有詳細的統(tǒng)計，但事實上已經(jīng)對建筑構成了潛在的安全風險，對人員安全帶來巨大隱患，必須引起人們的高度重視。

在過去20年間，光伏發(fā)電為降低系統(tǒng)成本，各光伏企業(yè)和研發(fā)機構均投入最大的精力進行光電轉換效率的提升和系統(tǒng)成本的降低，卻很少關注光伏應用場景的多樣性以及不同應用場景對人類活動所造成的潛在威脅。

如今，安全問題必須需要引起足夠重視了。安全為本，安全性才是建筑光伏一體化（BIPV）發(fā)展的王道。

2014年和2016年，歐盟和美國分別通過立法，強制要求屋面光伏發(fā)電設施必須裝設智能關斷器，分別設置的最高電壓為60和80v。2020年，中國通過的《建筑光伏一體化技術規(guī)程》也參考美國標準提出了80V的故障關斷要求，但由于并非強制性標準，仍未在中國引起充分重視。

當光伏屋頂變成“火藥桶”，誰來對BIPV安全負責？是時候來發(fā)起一場屋頂光伏的“安全保衛(wèi)戰(zhàn)”了！

原標題：當光伏屋頂變成“火藥桶”，誰來對BIPV安全負責？