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因此,，安全質(zhì)量問題,，已經(jīng)成為光伏電站首要考慮的問題。安全出了問題,，發(fā)電量和投資收益都是零,。

本文將光伏電站主要面臨的安全問題分為組件和逆變器兩大部分：

組件的安全問題主要來自接線盒和熱斑效應(yīng)。

不起眼的接線盒是引起很多組件自燃的“元兇”,，目前,，接線盒市場較為混亂和無序。根據(jù)一項調(diào)查顯示,，國外史陶比爾公司出產(chǎn)的MC4光伏連接器由于山寨和人為誤導(dǎo),，大部分人都以為MC4是連接器的一個標準型號而非這家公司獨有的產(chǎn)品規(guī)格，因此大量的劣質(zhì)“山寨”連接器流入市場被制成接線盒賣給組件企業(yè),。

劣質(zhì)連接器由于內(nèi)部粗糙不平,，接觸點較少，使電阻過高引燃接線盒,，進而燒毀組件背板引起組件碎裂,。

建議組件企業(yè)在選購接線盒時，將質(zhì)量而非價格作為優(yōu)選,，同時對連接器等關(guān)鍵零部件進行考察,，從源頭消滅隱患。

在實際應(yīng)用中,，太陽能電池一般是由多塊電池組件串聯(lián)或并聯(lián)起來,，以獲得所期望的電壓或電流的。為了達到較高的光電轉(zhuǎn)換效率,，電池組件中的每一塊電池片都須具有相似的特性,。在使用過程中，可能出現(xiàn)一個或一組電池不匹配,，如：出現(xiàn)裂紋,、內(nèi)部連接失效或遮光等情況，導(dǎo)致其特性與整體不諧調(diào),。

在一定條件下,，一串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽電池組件，將被當(dāng)作負載消耗其他有光照的太陽電池組件所產(chǎn)生的能量,。被遮蔽的太陽電池組件此時會發(fā)熱,，這就是熱斑效應(yīng)。這種效應(yīng)能嚴重的破壞太陽能電池,。

熱斑效應(yīng)除對組件壽命有嚴重影響之外,，還可能燒毀組件甚至引起火災(zāi),。

一般情況下認為：光伏組件在正常工作時的溫度為30℃時，局部溫度高于周邊溫度6.5℃時,，可認為組件局部為熱斑區(qū)域,。不過這也不是絕對的，因為熱斑檢測會受到輻照度,、組件輸出功率,、環(huán)境溫度及組件工作溫度、熱斑形成原因等因素的影響,，因而判斷熱斑效應(yīng)最好是以熱成像儀圖像上的數(shù)據(jù)分析為準,。（以下圖片為組件局部的熱斑成像）

異物長時間遮擋的熱斑成像

組件燒損處的熱斑成像

組件裂紋處的熱斑成像

一般說來，每個組件所用太陽電池的電特性要基本一致,，否則將在電性能不好或被遮擋的電池（問題電池）上產(chǎn)生所謂熱斑效應(yīng),。遮擋多為設(shè)計不合理或運維不及時造成，而問題電池成因則多種多樣,。主要成因有劣質(zhì)硅料造成電池的自身缺陷,、電池制造中邊緣短路、柵線局部短路,、燒結(jié)度不夠或過度等問題都會造成熱斑,。除嚴把檢測環(huán)節(jié)之外，在采購組件時,，最好對該組件廠電池片來源甚至硅料來源有所了解,。

另外，光伏組件制造時電池盡可能選擇同一批次電池片并通過精密的測試,，避免性能不一,，同時不要發(fā)生人為混片現(xiàn)象。在焊接時要檢查隱裂,、虛焊和異物,。

傳統(tǒng)方案組件經(jīng)直流匯流箱,、直流配電柜到逆變器，電壓高達1000V,，直流拉弧起火和長距離直流輸電起火給電站帶來很大的安全風(fēng)險,。匯流箱、配電柜易被燒毀,、進水等,。

案例1：2014年8月，武漢某屋頂光伏電站發(fā)生著火，彩鋼瓦屋頂被燒穿了幾個大洞,，廠房內(nèi)設(shè)備燒毀若干,，損失慘重。

最終分析原因為：由于施工或其他原因?qū)е履硡R流箱線纜對地絕緣降低,，在環(huán)流、漏電流的影響下進一步加劇,，最終引起絕緣失效,，線槽中的正負極電纜出現(xiàn)短路、拉弧,，導(dǎo)致了著火事故的發(fā)生,。

案例2：2014年5月，某山地光伏電站發(fā)生著火,，當(dāng)?shù)亓謽I(yè)部門立即責(zé)令停止并網(wǎng)發(fā)電,，進行全面風(fēng)險評估，持續(xù)時間三個月,，造成了數(shù)百萬的損失,。

最終分析原因為：由于某匯流箱電纜在施工時被拖拽磨損，在運行一段時間后絕緣失效,，正負極電纜出現(xiàn)短路,、拉弧，導(dǎo)致了著火事故的發(fā)生,。

傳統(tǒng)集中式方案，每個逆變器100多組串正負極并聯(lián)在一起,，當(dāng)任意的組串正極和負極漏電,，1000V的直流高壓，觸電將無可避免,。漁光互補,、農(nóng)光互補電站都是開放式電站，漁民,、農(nóng)民經(jīng)常出入,，一旦線纜對地或者魚塘出現(xiàn)絕緣破損，1000V高壓直流對水塘漏電,，將可能導(dǎo)致人畜觸電安全事故,。

傳統(tǒng)電站采用熔絲設(shè)計增加了直流節(jié)點,，電站即使使用熔絲,，也不能有效地保護組件；而且在過載電流情況下，熔絲還會因熔斷慢,，發(fā)熱高,，引發(fā)著火風(fēng)險。

幾乎所有的傳統(tǒng)電站都受熔絲故障率高的困擾,，部分電站年故障率>7%,，特別是在夏天，某30MW電站運維人員反饋夏季平均每天熔絲故障數(shù)量達5-6個,。

熔絲接線不良引發(fā)的燒毀著火案例

 熔絲與底座接觸不良

1.逆變器監(jiān)測數(shù)據(jù)不準確,。內(nèi)蒙某電站集中式逆變器監(jiān)控數(shù)據(jù)與實際發(fā)電量嚴重不符，監(jiān)控上報值比實際值虛高了3%,。

2.逆變器或者直流匯流箱數(shù)據(jù)采樣精度不夠,，造成故障信息判斷不準確、不及時,。

集裝箱設(shè)計易燒機,；IP20、風(fēng)扇設(shè)計無法隔離塵沙,，設(shè)備腐蝕損壞,；組串式逆變器噪音污染大

1.集裝箱設(shè)計，內(nèi)部溫度過高,，導(dǎo)致燒機現(xiàn)象,。2011年在江蘇大豐某電站（在電站完工并網(wǎng)儀式上，嘉賓一邊現(xiàn)場剪彩,，而另一邊逆變器卻突然起火燃燒）,，2013年8月在青海烏蘭某電站發(fā)生類似事故。

2.IP20設(shè)計,，無法隔離沙塵,，設(shè)備易被腐蝕損壞。沙塵會引起開關(guān)接觸不良,，風(fēng)扇失效散熱變差,，電路板打火等現(xiàn)象，存在著火風(fēng)險,。

3.組串式逆變器噪音污染大,，奧地利某學(xué)校電站，在夏天光照好的環(huán)境下也只能將逆變器關(guān)機,，避免影響教學(xué),。

傳統(tǒng)方案PID衰減嚴重，抑制方法危害人身安全

常熟某漁光互補電站,，電站運行2年多,，部分電池板衰減嚴重,，達到30%以上，最高的衰減達到50%,。傳統(tǒng)抑制PID的方法是采用負極接地,，但該方案存在極大的安全隱患，特別是漁光互補電站容易漏電導(dǎo)致觸電,，如果直接將負極接地,，等于只要正極一旦對地漏電，作業(yè)人員和魚類觸電將無可避免,。

電站運維效率低下：逆變器廠家很多,、質(zhì)量參差不齊，無法快速定位故障,，故障恢復(fù)時間長、損失大 

1.逆變器廠家多,，很多廠家倒閉或者退出市場,，使電站后期運維變得很困難

多數(shù)電站的匯流箱與逆變器非同一廠家生產(chǎn)，通訊匹配困難,、質(zhì)量參差不齊,。某電站站長談到運維頗有申冤訴苦的感覺，該電站選用了近十家逆變器品牌,，對運維,、售后造成了非常大的麻煩。某電站采用的集中式逆變器某設(shè)備已過保修期,，當(dāng)時購買設(shè)備時是通過代理,，現(xiàn)在該廠家已不在了，有問題代理也沒法解決,，后面還有20年,，站長對后期運維非常擔(dān)心。

2.無法快速定位故障,，電站運維效率異常低下

國內(nèi)光伏電站目前普遍存在直流匯流箱故障率高,、匯流箱通訊可靠性較低、數(shù)據(jù)信號不準確甚至錯誤導(dǎo)致無法通信的情況,，因此難以準確得知每個組串的工作狀態(tài),。即使通過其他方面或手段發(fā)現(xiàn)異常，也難以快速準確定位并解決問題,。

因此,，為掌握光伏區(qū)每一組串工作狀態(tài)，當(dāng)前的檢測方法是：找到區(qū)內(nèi)每一個直流匯流箱,，打開匯流箱,，用手持電流鉗表測量每個組串的工作電流來確認組串的狀態(tài),。但在部分電站，由于直流匯流箱內(nèi)直流線纜過于緊密,，直流鉗表無法卡入,，導(dǎo)致無法測量。運維人員不得不斷開直流匯流箱開關(guān)和對應(yīng)組串熔絲,，再逐串檢測組串的電壓和熔絲的狀態(tài),。檢查工作量大，現(xiàn)場運維繁瑣且困難,、緩慢,，在給運維人員帶來巨大工作量和技術(shù)要求的同時，也會危及運維人員的人身安全,。

三峽某山地電站巡檢匯流箱必須斷開總開關(guān),，逐個手動測量每一組串的電壓和熔絲狀態(tài)，效率異常低下,。更嚴重的是,，檢查完后忘記閉合匯流箱總開關(guān)，導(dǎo)致當(dāng)月發(fā)電量損失近30%,。因是山地電站,，加之運維人員數(shù)量不足，逆變器,、箱變巡檢1次/月,，匯流箱巡檢半年一次，所以組串和匯流箱故障一般難以發(fā)現(xiàn),。

順德某屋頂電站監(jiān)控系統(tǒng)通訊經(jīng)常出現(xiàn)異常,，每天逆變器會送上大量異常信號，電站運維效率低下,。

3.逆變器故障恢復(fù)時間太長,，損失很大

一臺逆變器遭遇故障而影響發(fā)電，將導(dǎo)致整個子陣約50%的發(fā)電量損失,。集中式逆變器必須由專業(yè)人員檢測維修,，配件體積大、重量重,，從故障發(fā)現(xiàn)到故障定位,，再到故障解除，周期漫長,。按日均發(fā)電4h計算,，一臺500kW的逆變器在故障期間（從故障到解除，按15d計算）損失的發(fā)電量為500kW×4h/d×15d=30000kWh,。按照上網(wǎng)電價1元/kWh計算,，故障期間損失達到3萬元,。