以創新科技強化太陽能系統的安全性──火災與風險管理

發佈日期: 2019 年 11 月 15 日 17:21 | 作者: | 分類: 產業資訊

安裝太陽能系統後的實際經濟效益提升對屋主及企業越來越具有吸引力。當太陽能安裝量增加時,應務必記住,它們是一座小型發電站。雖然太陽能系統很安全,但是仍應該在設計及安裝時考量一些安全措施。

先進的全球標準及法規可帶領太陽能產業提高系統安全性。儘管太陽能系統的安全要求是每一個國家/地區的責任,且會因地而異,但法規對推動行業安全標準的發展帶來整體影響。舉例來說,美國是太陽能系統安全法規的領導者之一。該國在最新的NEC 2017規定中,要求屋頂型系統應配有快速電壓關閉功能,以降低太陽能組串的觸電風險。該要求指出,在陣列一英呎(30.5 cm)以外的電力控制區塊,必須在30秒內將電壓降至30伏(包含)以下,讓安裝人員、維護人員及消防人員能在系統關閉後立即作業。

另一個實例為德國標準VDE-AR-E 2100-712,其亦規定在切斷交流電源之後,先遣救援人員不會因為直接接觸高壓直流電纜而面臨觸電風險。奧地利的OVE R11-1:2013標準,則要求必須根據情況,斷開連接的電源(模組)。其他的安全法規是著重於其他重要領域,例如電弧偵測。這些先進的安全法規均要求納入電弧檢測功能,以減輕在部分情況下,由於電弧故障可能會引發火災造成的影響。美國擁有最嚴格的電弧檢測標準之一,UL 1699B要求能檢測出發生的特定電弧。

台灣同樣擁有專屬的太陽能安全標準,特別是與火災時保護消防人員有關的規定。根據台灣內政部消防署1的搶救太陽光電發電設備火災指導原則,若建築物設有太陽能系統,消防人員不允許直接以水滅火。因為標準的太陽能系統即使已關閉變流器或電網,太陽能板仍會持續產生直流電壓,而有可能會導致觸電。替代方案是指示消防人員噴灑泡沫或讓太陽能發電站燃燒至自行熄滅,卻因此導致財產及財務損失。

如同安全法規對於加強太陽能系統的安全的重要性,技術的進步也為更高的安全性制定了新的基準。傳統變流器雖然僅能提供有限安全的解決方案,不過進步的技術已領先,甚至超越安全標準,帶來成本及時間上的效益。傳統變流器的安全性功能有限。因為即使變流器已關閉,直流電纜中的電流卻未必已斷電,因此對直接救援人員來說,屋頂仍不安全。為了使這些傳統變流器符合安全標準,通常需要購買及安裝額外的安全功能設備。但透過更先進的直流優化變流器解決方案內建的安全功能,當變流器或交流電網關閉時可以自動降低直流電壓,就直接符合法規。

此安全性發展的要求可為所有相關各方帶來益處。消防人員能進入屋頂,而無觸電風險。維護人員可以在太陽能系統上執行具體的檢驗。在模組等級的電子元件上內建安全技術,以提供模組等級監控,維護人員可進行遠端故障排除,減少在屋頂高壓電下作業的次數。最後,因為內建之安全技術解決方案中不需要支付額外費用,因此不僅能讓系統業主更安心,並能提高投資報酬率,更可能會調降保險費。
儘管不常見,但是建置太陽能系統的建築物也可能會發生災害,此時最重要的是強化安全性的解決方案。造成太陽能系統發生火災事故,最常見的原因是電弧,當電流通過在一般情況下不導電的介質(例如空氣)時,導致持續的高能量放電,可能會造成安裝系統通電,因此,當太陽能系統電纜或連接器不當連接或受損時,就可能會引起觸電危害或火災。

SolarEdge 直流優化變流器內建的SafeDC™技術,無須額外的費用或設計。當交流電源關閉時,即會將直流電壓的電線降至安全電壓等級。功率優化器可降低太陽能電線中的直流電壓,以確保安裝人員、維護人員及消防人員的安全。SolarEdge可提供額外的先進安全功能,例如消防閘道器,可集中管理太陽能系統的安全性,包含自動與手動關閉系統直流電、即時顯示系統直流電壓以保障安全,以及整個太陽能系統的緊急停止按鈕。

雖然太陽能系統很少發生火災,包括太陽能系統異常或本身引起的火災更是少之又少,但由於太陽能系統建置仍在持續增加中,最重要的是在業內進一步提高安全性功能。隨著該產業於新標準的訂定的重視,SolarEdge仍持續致力於藉由開發先進的安全性解決方案以引領業界,如同過去的SafeDC™及電弧偵測技術。不斷演進的法規,加上技術創新以及消費者重視,會持續驅動安全性的發展。

作者:Lior Handelsman

Lior Handelsman 於2006 年創設 SolarEdge,目前擔任公司行銷暨產品策略部副總裁,負責訂定及籌劃 SolarEdge 的策略性全球行銷活動、媒體宣傳、產品路線圖及願景、企業產品策略、全球產品管理,以及企業的商業發展。創辦 SolarEdge 之前,他曾擔任頂尖電力電子研發團隊領導職達 11 年之久,也曾負責統領大規模跨領域的研發專案。Lior Handelsman 持有電機工程學士理學士成績優等學位,並自以色列理工學院取得 MBA 學位。

(資料、首圖來源:SolarEdge

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