一提起光伏電站，最害怕的是什么?當(dāng)然是火災(zāi)!前段時(shí)間某地光伏電站起火的視頻在網(wǎng)絡(luò)上瘋傳，再一次把電站的安全問題提到了風(fēng)口浪尖之上。今天我們就從逆變器的角度來談一談如何降低甚至說杜絕潛在的火災(zāi)隱患。

眾所周知，光伏電站直流側(cè)是電站故障的重災(zāi)區(qū)。在傳統(tǒng)的光伏系統(tǒng)中，光伏電站直流側(cè)存在著直流高壓，電壓通常高達(dá)600-1000V，由于光伏組件接頭接點(diǎn)松脫，接觸不良、電線受潮、絕緣破裂等原因而極易引起直流拉弧現(xiàn)象。直流拉弧會(huì)導(dǎo)致接觸部分溫度急劇升高，持續(xù)的電弧會(huì)產(chǎn)生3000-7000℃的高溫，并伴隨著高溫碳化周圍器件，輕者熔斷保險(xiǎn)、線纜，重者燒毀組件和設(shè)備引起火災(zāi)。據(jù)知名光伏網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)，在光伏電站的火災(zāi)中，80%以上的電站著火是由于直流側(cè)的故障，由直流高壓引起的電弧火花是光伏火災(zāi)的“元兇”。

可見，在傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)中，直流高壓帶來極大的安全隱患。特別在屋頂項(xiàng)目中，直流拉弧起火將會(huì)波及建筑物自身并威脅建筑物內(nèi)的人員財(cái)產(chǎn)安全。所以，在屋頂項(xiàng)目中，光伏電站的安全性是首要關(guān)注的問題，需要從光伏逆變器設(shè)備角度以及光伏電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)角度(本文暫不分析)綜合考慮加以解決。

如圖1所示，微逆系統(tǒng)中為每個(gè)光伏組件配一個(gè)可以直接交流輸出的逆變器，一方面使光伏組件之間完全解耦，以實(shí)現(xiàn)所有組件的精準(zhǔn)控制，另一方面又直接避免了光伏組件串聯(lián)所帶來的高壓風(fēng)險(xiǎn)。在屋頂光伏項(xiàng)目中，與傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)相比，微逆系統(tǒng)在火災(zāi)預(yù)防上有以下技術(shù)優(yōu)勢：

圖1 微逆系統(tǒng)圖

如前所述，傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)中，直流側(cè)光伏電池經(jīng)過串聯(lián)構(gòu)成一條200V～600V或甚至更高的高壓直流母線然后接入逆變器，在安裝過程中容易引發(fā)對(duì)工程人員的電擊傷害，在長期運(yùn)行過程中更有絕緣損壞或連接件接觸不良導(dǎo)致的直流電弧風(fēng)險(xiǎn)，電弧溫度可達(dá)數(shù)千度從而引發(fā)火災(zāi)，造成火災(zāi)或人身傷害。

同時(shí)，傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)還要面臨以下業(yè)內(nèi)難題：直流保護(hù)器件更貴，比交流保護(hù)器件可靠性低，高壓直流電弧難以分?jǐn)?光伏組件呈電流源特性，過流后電流不會(huì)明顯變大，使保護(hù)變得更加困難;有光的時(shí)候就有電能產(chǎn)生，難以切斷，發(fā)生故障尤其是火災(zāi)后對(duì)救援與滅火人員造生威脅。

圖2 系統(tǒng)電壓對(duì)比圖

在微逆系統(tǒng)中，由于每個(gè)光伏組件獨(dú)立接入逆變器，因此系統(tǒng)最高直流電壓為光伏電池開路電壓，大約在40V左右，安裝和使用過程中非常安全，無電擊及拉弧起火風(fēng)險(xiǎn)，從根本上解決了傳統(tǒng)系統(tǒng)中高直流電壓的業(yè)內(nèi)難題。

綜上，單純從逆變器角度來看，低電壓、無直流電弧風(fēng)險(xiǎn)的微型逆變器在火災(zāi)預(yù)防上可以說是無逆變器能出其右。