分析光伏组件频繁自燃的四大“元凶”

图1光伏屋顶的太阳能组件“自燃”

近日位于德国某地的某光伏发电站的太阳能组件发生自燃，燃烧现场惨不忍睹。据了解，起火点发生在屋顶太阳能光伏发电板的一个电控箱处，恰巧是一个防烟楼梯的正压进风口，导致室内烟气倒灌。火灾报警后未联动排烟风机，烟气弥漫，后消防车出动降火扑灭。网友调侃：这个夏天，去欧洲看烟火，来青海听礼花

另据澳大利亚媒体报道，澳大利亚家庭屋顶光伏组件安装存在缺陷或引发火灾。澳大利亚能源安全局(EnergySafety)对260个光伏组件安装系统进行了审核，发现一半系统安装方式错误，至少存在一个缺陷。该机构表示，近期国内光伏组件需求激增，在过去六个月内，家庭安装的太阳能系统就达到了10，000套。能源安全局代理局长DonSaunders说，近四分之一的系统存 在安装布线问题，并能够导致火灾危险。

"这需要我们给予极大的关注，在这个问题上我们找不到任何借口，我们审核的主题就是针对太阳能光伏安装系统订单，我们将对这些订单进行跟进，确保问题得到纠正。今后，我们将对该类事件提高警惕。"可持续能源协会负责人RayWills对纠正问题措施表示赞同，但对报告 发布时间的滞后表示了高度不满。他说："能源局在六月份就开始了调查，但是直到12月23日--几乎澳大利亚所有的太阳能光伏业务都将停工的前一日才发布 这个报告，这简直太糟糕了，太不合时机了。选择在圣诞节前一天发布这个报告太疯狂了"。能源安全局促请所有对光伏组件安装担忧的用户尽快联络安装商或者电力供应商。

光伏组件频繁“自燃”产品质量不容忽视

光伏组件生产商应加强技术和质量方面的工作，未来如果到处都是这样的景象，不仅是赔偿的问题中国制造的产品也可能受到抵制。事发当时幸亏有清洁工路过及时发现，否则那片工厂都将成为废墟!为方便光伏组件追溯索赔，应购买再保的责任险和质量险。

图2屋顶太阳能光伏电站“自然”现场

太阳能光伏组件“自燃”原因追溯

一、粗制滥造匆忙上马的后果

赶工期也是造成问题的因素之一，据了解，目前我国格尔木地区有个别电站还没有投入试运营，“一投运就爆炸，怎么投?”相关人们说，去年由于一味赶工期，很多设备还没运到就先并网了，但这些设备的自动化程度都很高，就算安装到位了也还需要调试周期，再加上设备验收时质量控制不严、技术把关不严，因此也有不少问题是由于设备质量造成的。“虽然大多数问题集中在升压和强电部分，但不少问题都跟逆变器相关，比如输出电压等级是否符合国网要求、是否具备低电压穿越保护等。也正是因此，逆变器的质量问题比较突出。”逆变器的问题主要集中在标准、技术规范是否按照国网的要求去做，也多与相关标准缺失有关，比如逆变器电压输出幅度太宽，700V进直流，200V交流出，缺少相关规范和要求，也让设备企业无所适从。目前各逆变器厂家技术路线不同、技术标准不同，又缺乏横向技术交流，国内对于35KV以下的串并结构以及电气配套设备又都是非标准化的，因此出现问题很正常。

二、不排除系统的设计缺陷

据不完全统计，目前我国格尔木地区光伏电站暴露出来的问题主要集中在无功补偿、光能预测以及稳控装置方面，包括主变压器不符合要求、无功补偿功率不够、无稳控装置、逆变器不具备低电压穿越功能、缺少发电预测或信号不通、绝缘不符合要求等。

由于设计单位在光伏电站设计方面的经验欠缺，以及对青海地区特殊地质地貌环境考虑不周，将为这些光伏电站的后续运营留下许多隐患。比如格尔木的地质腐蚀性和高海拔、风沙大的问题，有些设计单位在系统设计时就根本未予考量。

三、光伏组件接线盒质量问题分析

目前，中国组件制造商生产的组件很多都存在不少的质量问题和隐患，而其中很大一部分组件质量问题来自于接线盒自身的设计和品质。作为光伏组件制造商的配套企业，接线盒制造商不仅需要对组件制造商负责，更需要对终端客户负责，特别是对使用过程中人身安全的保护。所以，优化接线盒结构设计、提高质量是所有接线盒制造企业的首要任务。

结合目前光伏组件户外使用的实际情况，接线盒常见失败项目主要有：IP65防冲水测试、结构检查、拉扭力试验、湿漏电试验、二极管升温试验、环境试验、750℃灼热丝试验。

图3户外光伏组件接线盒问题引起的故障图分析

四、热斑效应

在一定条件下，一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量。被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。

图4光伏组件局部温度过高

太阳电池组件热斑效应介绍及检测方法

太阳电池组件通常安装在地域开阔、阳光充足的地带。在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物，这些遮挡物在太阳电池组件上就形成了阴影，在大型太阳电池组件方针中行间距不适合也能互相形成阴影。由于局部阴影的存在，太阳电池组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使太阳电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升。太阳电池组件中某些电池单片本身缺陷也可能使组件在工作时局部发热，这种现象叫“热斑效应”。

在实际使用太阳电池中，若热斑效应产生的温度超过了一定极限将会使电池组件上的焊点熔化并毁坏栅线，从而导致整个太阳电池组件的报废。据国外权威统计，热斑效应使太阳电池组件的实际使用寿命至少减少10%。

热斑现象是不可避免的，尽管太阳电池组件安装时都要考虑阴影的影响，并加配保护装置以减少热斑的影响。为表明太阳电池能够在规定的条件下长期使用，需通过合理的时间和过程对太阳电池组件进行检测，确定其承受热斑加热效应的能力。

确定太阳电池组件承受热斑加热能力的检测试验叫“热斑耐久试验”。热斑耐久试验过程需严格遵循国际标准IEC61215-2005

完善光伏电站火灾防控系统

光伏电站火灾防控系统可以自动识别光伏电站火灾风险，可在第一时间自动发现并排除火灾隐患，并且具备数据记录等附加功能，极大地提高了光伏电站的资产安全程度。