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光伏施工警示:没有安全,何谈收益!

17.43GW,是截至2017年第二季度中国分布式光伏的累计装机容量。这个数字,比2012年的2.3GW,成长了近658%。越来越多的光伏系统,被安装在居民和工商业屋顶,跨越的行业也多种多样,比如汽车制造/食品加工/白色家电/仓储物流/高速交通/加油站等。

 

电费节省等收益因素,固然是工商企业选择安装光伏系统的重要考量。但是,“安全”理应得到同等的重视。近年来,光伏电站的安全事故案例多见于媒体报道,最广为人知的莫过于2015年苹果公司数据中心的屋顶电站火灾。

 

据一项调查显示,造成光伏电站损坏的因素中,火灾仅为2%;然而,火灾对电站所造成的经济损失达到了26%,排在第一位。没有安全,何谈收益?

 

 

01

如何理解安全?

 



究竟什么才是安全?中国工程院院士、前院长杜祥琬先生,在一篇谈及中国核电发展的文章时,对此问题有一番论述。

            

但什么叫安全?概念一定要说得非常清楚,世界上没有哪些事情是绝对的安全,如果不是绝对安全又要安全应该怎么提?我说一个科学的提法应该是两句话,第一是事故概率降到最低;第二是在事故发生后后果可控。

 

查询词典及百科,对安全同样有不同面向的解释。

 

安全指不受威胁,没有危险、危害、损失。——《现代汉语词典》

 

安全也可以定义为可以控制特定已被识别的危害,使风险在一定可接受的水准以下,因此也可以减少一些造成健康或经济损失的可能性。——维基百科

 

从以上的定义中,我们大致可以看出关于安全的3点涵义:危险识别、风险可控以及降低损失。对于一个光伏电站项目来说,不同阶段对应着不同的安全风险,而部件质量是电站安全和可靠的前提,也是收益的保障。

 

光伏连接器是用在光伏发电系统直流侧,提供连接和分离功能的连接装置。它是光伏系统的关键零部件,1MW大约需要3500~4200套连接器。这同时意味着,有如此多的风险点需要业主来监控。电站若做到安全和高效,光伏连接器是一个不容忽视的细节。

 

 

02

光伏连接器与火灾

 

 

国家发改委能源研究所研究员王斯成先生,曾有过如下论述,

 

实际上光伏电站40%的着火都是由于直流电弧引起的,因为整个电站的接头有成千上万个,任何一个接头松了,都有可能造成直流电弧,一有电弧就会引起火灾,这个是已经非常明确了。

 

其实,国外知名机构Fraunhofer ISE和T?V联合对光伏系统火灾原因的调查,也早已表明,排在第一位和第三位的火灾原因都与连接器相关。

 

事实也是如此,我们收集到许多因劣质连接器引发火灾的图片,特别是在彩钢瓦的厂房屋顶。连接器烧毁的原因很多,但归根结底,都是因为通流情况下,连接器的接触电阻增大导致温升增加,并超出了塑料外壳及金属件所能承受的温度范围。对于工商企业来说,屋顶的电站火灾影响到的不只是电站而已,更重要的是其生产及经营活动,甚至是生产人员的人身安全。相信,这是业主最不愿意看到的事情。

 

 

 

03

连接器的互插风险

 

 

光伏电站中,不同厂商连接器互插现象普遍,业主并没有意识到互插的风险。包括T?V和UL等机构已出过书面声明,不支持不同厂家连接器互插应用。

 

“类MC4”出于市场原因,宣称可与MC4互插。尽管外形上,看似完成了连接,但隐形的安全风险已然发生。不同厂家连接器在规格、尺寸和公差等方面并不一致,所以根本无法100%匹配。倘若强行匹配,会导致温度升高、接触电阻变大和IP等级无法保证的问题,严重影响电站的发电效率和安全。

 

 

标准T?V EN 50548要求,连接器的绝缘电阻不能小于400M?。连接器互插无法保证此标准,而比标准要求低的绝缘电阻会导致漏电流升高,爬电距离降低,进而引发电击风险。



建议:选择同一厂商光伏连接器;禁止互插。

 

04

连接器的压接风险

 

  

主要体现在安装工人对连接器认知不足和压接工具不专业。现场工人有时直接用劣质甚至通用工具压接,如此很难保证压接品质,造成压接不良,比如接合部位电缆铜丝弯折、部分铜丝未压进去等问题。

 

连接器压接好坏对比:

 

 

通过压接剖面图,我们也可以清晰地看到压接质量的好与坏,如下图所示:

 

 

专业的安装工具包括剥线钳、压接钳以及安装扳手,如下所示:

 

 

建议:使用专业的安装工具;定期对安装工人进行培训。

 

 

关于产品质量与成本的关系,有一个著名的1:10:100法则。意思是说,假如企业在生产前发现一项缺陷并加以纠正,仅需1元;如果该缺陷在生产线上被发现,则需花10元来改正;如果此缺陷在市场上被消费者发现,则需花100倍甚至上千倍的代价弥补。

 

对于光伏电站安全的问题,此法则或许依然适用。某一安全风险,若在设计阶段被识别并控制,成本可能仅需1元;若在采购和建设阶段被发现,则可能要10元改正;若在实际发电应用阶段被发现,改正的成本可能成百上千倍。

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