電力與能源解決方案:提高企業注重太陽能投資之安全理由與解決方案

發佈日期: 2020 年 09 月 21 日 17:11 | 作者: | 分類: 產業資訊

隨著經濟、政府誘因越來越多,加上越來越多人意識到太陽能作為替代能源的可行性,促使許多公司開始投資太陽能,其可對大大小小的企業帶來潛在助益,因此購物中心、工廠、機場、學校及醫院的閒置屋頂,如今都設置了太陽能系統。其建置的最大的考量通常是經濟因素,尤其是在目前耗電量和電費與日俱增的情況下。投資太陽能系統,通常需要 5-10 年才能回本,如果為自發自用,回饋形式則是電費減少,相對於電網的依賴也會下降。

安裝太陽能系統還有其他值得一提的優點。降低公司的碳足跡,減少 C02 排放量,且益於環保,有助於降低對氣候變遷的影響。如今,具前瞻性的公司環保計畫已經變得跟資產負債表一樣不可或缺,例如《財富》雜誌評選的 500 大公司,其中有許多都設定了相當嚴格的零碳目標。

因此,太陽能 (PV) 系統現在已被視為需要密切管理和監控的長期投資,以提高投資報酬率 (ROI) 及最低節能基準。如同任何重大投資,利害關係人必須確保那些企業的員工及資產安全無虞,不會受到任何實質損害。商業大樓是高價值資產,一旦發生火災,財產損失和停工停業所帶來的損害可能會相當慘重。另一個考量是,某些保險公司的理賠範圍可以延伸至屋頂安裝太陽能系統的大樓,前提是需要為這些資產或先遣救援人員提供適當的安全措施。

為了因應這些及其他安全考量,具備強化安全功能的高品質太陽能系統無疑是最佳解決方案。

先從基本開始

請務必留意,太陽能系統安全可靠,且不會對人員的生命財產安全造成危險。在此前提下,需要清楚瞭解太陽能系統的運作方式,才能知道如何降低潛在的安全風險。

太陽能系統的主要組件為太陽能模組及變流器。太陽能模組亦稱為 PV 模組,其發電方式是將太陽輻射轉換成直流電 (DC)。隨後,變流器將直流電轉換成交流電 (AC),以用於住家、大樓及企業。太陽能系統本身的起火風險微乎其微。但請務必記得,它們也是位於屋頂的小型發電站。

只要太陽升起,即便主斷路器已關閉,高直流電壓仍會使太陽能模組及電纜保持通電。這意味著,在發生火災或緊急狀況時(機率極低),消防員必須等到太陽下山,才能開始救火或處理。為了確保自身安全,消防員通常會切斷起火建物的電網供電,作為滅火前的預防措施程序。一旦斷開電網供電後,消防員即假定無觸電死亡的風險,可以灑水並在屋頂上鑽孔,方便散熱和排放煙霧。然而,此假定並不適用於標準屋頂太陽能系統。

儘管此情況有一定風險,不過只要採用先進的系統設計,並且小心選擇產品,就能降低這些風險。

安全始於模組層級

傳統的串列變流器在關閉時,不一定會降低直流電壓,因此通常只具備有限的安全功能。為了符合安全標準,通常需要購買及安裝額外的安全功能硬體,導致安裝成本及作業增加。

儘管因應這些安全考量可能既困難又昂貴,某些解決方案卻可提供進階安全功能。例如,SolarEdge 以功率優化器為基礎,開發出模組層級電力電子元件解決方案。功率優化器為加裝至每個模組的電子元件,可讓模組獨立運作,將輸出最大化。功率優化器將太陽能模組轉變成智慧模組,提高系統的能源輸出,並實現模組層級的監控與控制。除此之外,功率優化器也強化了安全性。作為解決方案的一環,SolarEdge 的 SafeDC™ 功能可在變流器關閉時,將模組電壓降至 1 伏特。其重要之處在於,即使消防員未察覺到太陽能系統存在,當他們斷開電源時,模組層級的安全模式就會啟動。SafeDC™ 功能也有助於省去安裝安全功能硬體的額外成本-縮短安裝時間並減少出錯情形。此外,有了功率優化器,就能持續監控每個模組,判斷其效能,並針對可能的故障和潛在安全風險,向安裝人員或系統擁有者示警。因此,維護人員能遠端監控並排除故障,無須親臨現場進行診斷。

涉及到人員時,系統安全會顯得特別重要。阿姆斯特丹的 Okura Hotel 是經常舉行知名商務會議的高級旅館,決定降低電網供電的依賴程度,請 Solnet Group 在其屋頂安裝獲得認可的太陽能系統。Solnet Group 隨即又將此工程託付給 SolarEdge,因為其太陽能系統經過特別設計,可減少傳統串列變流器潛在的起火和觸電安全問題。內建式安全措施涵蓋 SafeDC™、電弧故障檢測及中斷,可防範電氣火災,讓投資者更加放心,畢竟入住房客的安全不容輕忽。

SolarEdge 的 SafeDC™ 技術也獲得消防員肯定。英國的消防及救護服務選用 SolarEdge 的 700kW 太陽能系統,將其安裝在 12 棟不同的消防局及 3 棟總部大樓屋頂。這是因為 SolarEdge 可提供額外的先進安全功能,例如消防人員閘道器Firefighter Gateway,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。

瞭解當地政府法規與保險要求

由於這些安全考量,再加上太陽能市場蓬勃發展的緣故,全球各地的保險公司、消防機關及公用事業正在制定相關安全法規。雖然太陽能系統的安全要求是每一個國家的責任,且可能會因地制宜,但是,越來越嚴格的法規亦會造成整體影響,促使太陽能產業改善系統安全。德國的 VDE-Fire Safety(VDE 消防安全)標準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。美國是另一個率先制訂太陽能系統安全法規的國家,在其 NEC 2017 條款中,也規定所有屋頂發電系統都必須具備快速關斷(Rapid Shutdown)功能。法條指出,在太陽能陣列一英尺(30.5 公分)以外的受控制導體,必須能在 30 秒內降至 30 伏特以下,以便安裝人員、維護人員及消防員能在關閉後快速處理系統。

另一個獲得關注的重要功能是電弧偵測。先進的安全法規均要求納入電弧檢測功能,以減輕電弧故障可能會引發火災造成的影響。美國的電弧檢測標準 UL 1699B 要求能檢測出發生的特定電弧。英國目前還在立法中,尚未實施電弧偵測法規,不過,保險公司可能會要求具備此功能。事實上,某家領導風險評估與保險公司已建議使用直流最佳化太陽能解決方案,作為首選屋頂發電系統。

在全球各地,有越來越多的政府宣布推行新的環保政策,期望在 2050 年達成碳中和的目標。這象徵邁向低碳經濟的趨勢,也是鼓勵再生能源投資與創新的契機。隨著有關太陽能系統的全球安全標準、技術創新及消費意識開始大行其道,也為商務事業帶來財務性報酬及環境效益。SolarEdge 持續致力於領導開發更安全的太陽能解決方案,滿足不斷演進的商業企業需求、政府法規、保險要求及長期永續經營目標。

(首圖、資料來源:SolarEdge/作者:Meir Adest,SolarEdge 資訊長暨創辦人)

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