光伏消防安全体系建设迫在眉睫

:光伏技术推动着安装成本越来越低，到2019年底，中国预计将建成220GW光伏发电装置，不只是地面光伏电站，分布式光伏电站，还有越来越多的户用、工商业屋顶也将安装太阳能电池板。

（来源：微信公众号“光伏测试网”ID：TestPV）

当光伏发电已经不再是遥不可及的高科技产品，也不再是想象中的能源，越来越多的人开始近距离接触光伏产品，拥有、管理、运营，或是在光伏电站工作，最次的，隔壁老王家可能装了光伏系统。这确实令人振奋，因为我们需要更多的绿色能源。

但是，你可知道这种新型的发电形式对于消防安全是一个严峻的考验，对于消防员（或是见义勇为的灭火者）来说更是闻所未闻的挑战吗？

行业专家普遍认为：光伏电站的消防安全或许和他们平时受到的训练完全不同，必须以不同的方式对待带有光伏系统的建筑或电站。

1.光伏消防安全不容忽视

自光伏系统出现以来，光伏相关的火灾就接二连三。看上去都是玻璃、金属边框的光伏系统，其实存在着各种安全隐患。

a.光伏系统的材料

貌似都是金属部件、玻璃等无机物，但事实上光伏发电的关键部件 - 组件（电池板），传统的单玻组件只有Class-C的消防等级。光伏产品中可以燃烧的材料包括组件封装材料、背板、接线盒、硅胶、电池片、导电胶、电缆绝缘层、电气箱和逆变器中的各种元器件、线缆等。在起火时，这些材料都是可燃物。

b. 光伏所有的部件都是电气系统的一部分

只要是电气系统，就有因为电流而起火的风险。随着光伏技术的进步，光伏产品的功率等级和电流电压不断提高，光伏系统从最初的600V设计提高至1000V，现在又在向1500V转型，更高的电压更容易导致起火；高效电池的出现，让电池片产生的电流更高，经过汇流等措施，更高的电流会导致系统温度上升，导致起火；安装的普及导致组件运行发电的环境不受控，因为阴影或电池质量问题带来的热斑效应，或是环境本身起火而导致起火；电站设计安装的不规范，如未做好有效接地、使用不合格产品等导致的起火等。

2.光伏消防与普通消防不一样

最大的不同：带电

光伏电站着火与普通的工厂或民用建筑、普通电站、或仓库等其它火灾最大的不同之一在于前者一直处于带电状态。

普通的房屋失火时可以很方便地做好断电等电气隔离，即便是电站起火，只要把发电机组停掉就可以。而光伏电站着火时，电站本身一直处于发电状态，只要有阳光照射，无论是否与外部电路隔绝，整个系统依旧是带电的，而带电又会助长火势，并对现场人员如消防员产生威胁。

所以，我们经常看到的屋顶光伏电站灭火情景是：消防员远远地用水龙将火势控制住，不让火势蔓延到其它地方。而已着火的区域就只能让它烧光了。

第二点不同：火势

光伏电站着火与其它火灾第二点不同之处在于，它可能不是由外在火源引起的，而是自身运营过程导致。由于光伏产品的材料尽管阻燃等级较低，但毕竟不是易燃物，没有外在火源时有的时候火势并不是很大，而且范围有限。而正是这样，会让很多人误以为凭借自己的能力就足以灭火，而最习惯的灭火方法就是用水。这恰恰是比光伏电站火灾更大的风险。

3.光伏消防已经无处不在

随着光伏的普及，人们对光伏的存在已经不再好奇，更多人在关心自己是否也能拥有一套光伏发电设施，并为自己带来效益。因此，现在的光伏设施，可以说是随处可见。

而在技术成熟之前的普及，必然会有行业快速扩张带来的质量风险，业主盲目投资带来的性价比风险，非专业安装运维带来的系统风险，等等。

因此当全球户用光伏和工商业光伏普及之时，光伏消防已经无处不在。

4.光伏消防的基本原则建议

光伏电池板需要消防人员采取一些额外的预防措施。

a. 尽可能做到断电隔离

断电隔离最主要的原因就是这些光伏组件系统中的高电压。组件本身可能是完全无害的，但组件内部有电池，只要有光，不只是明媚的阳光，哪怕是如阴天的弱光，电池都在产生电流。这意味着消防员将冒着巨大的风险靠近这样的建筑，并向他们喷水。

因此，断电隔离最根本的做法是让这些组件不要发电。对于小规模的电站，如户用光伏，可以准备一些能阻隔光照的防火毯，或者不透明的不燃物盖在组件表面。但这对于稍大一点的电站，就很难实现了。

那么如果不能做到让光伏阵列停止发电，也务必让光伏组件发的电不能传输出来。

让组件发的电不能传输出来，就需要在输电线路中尽可能靠近组件的位置断开线路，这样才能给消防员更大的安全活动空间。

这就需要在设计规范中要求必须有一个紧急开关，在那里消防人员和技术人员可以很容易地到达。这种设计就有点类似于电动汽车，电动汽车也有一根切断电缆或某种紧急开关来断开电池。

太阳能电池板的紧急开关通常在主断路器盒内，通过物理方式断开系统，可让人员安全接近。但目前的设计规范，并未强制要求在光伏电站设计中的组件发电端加装断路保护开关，相反，为了尽可能减少串联电阻，从光伏组件到汇流箱到逆变器往往需要尽可能减少接头或开关。

这个时候，组件级关断的优势就显现出来了。通常对于采用微型逆变器的户用光伏系统，在发生火灾的同时微型逆变器可以在组件发电源头实现输电线路切断。

b.谨慎靠近起火的光伏电站

靠近起火的光伏电站，不仅是前述的触电风险，尤其是在没有断路设备并已经大量洒水的情况下的触电风险，还需要考虑一些物理性的因素，包括：

-建筑物的承重问题：屋顶太阳能电池板及其安装支架可能相当重，建筑物加装光伏后的承重能力就会降低，本来是经过设计院计算还能承受，但问题是，火灾可能进一步削弱建筑物的结构和承重能力。此时消防员在评估爬上屋顶是否安全时必须考虑到这一点，即使结构本身看起来仍然足够坚固。

-在光伏建筑一体化的设计中，光伏电池板本身可能成为一种屋顶结构。在彩钢瓦结构的屋顶光伏，电池板的固定可能不如平屋顶光伏支架结构那么牢固。人员接近的过程中更需要考虑建筑物及光伏系统的牢固性，不能轻易攀爬或在组件下方行走。

-平屋顶上装的光伏系统还可能有绊倒的危险。光伏系统的支架、线缆、桥架等可能地面（或屋顶地面），火灾产生的浓烟或许由于女儿墙的遮挡不易飘散，让人看不清地面的线缆等光伏部件。

安装的光伏组件可能紧贴表面，但实际上会有一定的向南倾斜度，并不是平的。在电池板边缘或电池板上面行走就会有滑到、绊倒的风险。很多时候为了尽可能多安装，光伏系统间留下的行走空间可能有限，在正常维护运营的时候这个空间可能足够了，但在发生紧急情况时这个空间可能会成为很大的问题。

【结语】

互联网上有这样一个说法：如果是屋顶光伏电站着火，因为对光伏的不了解，消防员会远远地用水灭火，直到完全烧干净。

事实上，光伏火灾只要措施得当，火灾的损失是很容易控制在最小范围内的，除非有外部极其危险的火源。

这就需要开始建立一套完整的光伏消防安全管理和培训体系，并对光伏系统设计中的消防要求作出具体的规定。而目前只能参照《建筑灭火器配置设计规范》、《火力发电规范》、《浙江地方标准 - 家庭屋顶光伏电源接入电网技术标准》、《浙江地方标准 – 家庭屋顶并网光伏系统》的有关规定的要求来设置消防设施和设计电站。

据了解，只有安徽省出台了地方标准《建筑光伏系统防火技术规范》，要求设计快速关闭装置能控制断开建筑光伏系统直流和交流电路。在平价上网即将到来之际，在更大规模的电站投资到来之前，光伏消防安全技术、法规体系建设必须未雨绸缪。

光伏电站着火后，需要注意哪些问题？

1.使用化学干粉灭火剂(磷酸铵盐干粉灭火剂、磷酸铵盐干粉灭火器)不使用泡沫灭火剂或水对光伏发电设备进行灭火。

2.用化学干粉灭火器灭火时，电压为10kV及以下者机体、喷嘴及带电体的最小距离不应小于0.4m，电压为35kV及以上者不应小于0.6m。

光伏电站高压电气设备或线路发生接地时，室内扑救人员不得进入距故障点4m以内;室外扑救人员不得接近距故障点8m以内，进入上述范围时，必须穿绝缘鞋(耐压等级10KV以上)，接触设备外壳和构架时，应戴绝缘手套。

3.如果请求消防人员支援扑救，应对消防人员做出提醒，屋顶光伏设备仍带电，暂时无法切断直流侧电源。

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