最新一期《方博碳讨室》，如何“关断”分布式光伏安全隐患？

纵观今日世界，“双碳”风潮下，低碳经济与数字经济已成为全球未来发展的大趋势和大潮流，中国乃至全球光伏产业迎来前所未有的发展机遇。

其中，分布式光伏的发展可谓突飞猛进。以中国市场为例，2022年光伏新增装机87.41吉瓦，同比增长59.3%。其中，分布式新增装机51.1吉瓦，同比增长达74.5%；户用光伏新增装机量25.25吉瓦，同比增长16.9%。无疑，伴随光伏发电加速走进千家万户、千行百业，一个万亿级别的广阔市场已加速打开。

不过，放眼全球市场，伴随分布式光伏市场的加速推进，电站质量与安全问题也日渐凸显。毋庸置疑的是，分布式电站质量与安全问题不解决，也必然严重影响光伏在终端用户的口碑和声誉；同时也关乎整个光伏产业未来的可持续健康发展。

那么，如何为分布式电站保驾护航？如何“关断”屋顶光伏安全隐患？最新一期《方博碳讨室》带领读者们走进泰国，并邀请了政府、产业与企业的三位嘉宾（专家），与大家一起分享泰国光伏分布式的整体发展状况，以及为解决分布式质量安全问题而采取的有效措施。

参与本期《方博碳讨室》的嘉宾，除了华为数字能源Marketing与解决方案销售部总裁方良周先生外，还有来自泰国标准编写与制定方、电网公司、光伏项目投资方和光伏项目EPC的代表，他们是Dr. Phairoj先生，Gunkul公司副总裁、泰国工程学会成员；Panumart Limsuwan先生，泰国电力局副局长；Veeradej Tejapaibul先生，泰国超级能源公司总裁；Yos Meeanant先生，A2科技公司副总裁。

泰国样本，标准先行

泰国位于亚洲中南半岛中部，属热带季风气候，靠近赤道，日照时间长，条件十分利于太阳发电产业发展。

泰国整个国家的电力供应中，70%的电力供应为天然气，另外煤炭占20%，可再生能源风电、水电、太阳能等仅占8%。泰国的天然气大量依赖于进口，自2011年开始，泰国开始从其他国家进口天然气以满足其日益增长的需求。

为了减少对天然气发电的依赖，泰国已成为目前东南亚国家中推动绿色能源最积极的国家。泰国是第一个在COP26峰会上正式提出2050年国家碳中和路线图的东盟国家，也是把绿色发展作为顶层政策发布的国家。由于其气候优势及市场条件，泰政府倾向于通过部署额外的光伏项目来利用其丰富的光照资源。

根据泰国清洁能源发展的整体目标 2037年30%的地区必须是可再生能源，而 30%的可再生能源必须是能源组合；截止目前，这一数据目标仅实现了12%。这意味着，泰国未来清洁能源的发展空间依然巨大，而分布式光伏将在其中扮演重要角色。

对此，中国光伏企业积极响应，不少重量级光伏企业已在近年相继进入泰国市场。查阅相关数据可以发现，在过去的五年里，各大光伏开发商投入于在泰国各地安装屋顶光伏。而相较于工商业光伏装机来说，屋顶光伏显得更受欢迎。例如，光伏系统通常由开发商提供资金支持，这降低了屋顶光伏的总体电力成本，而用太阳能发电也体现出终端住户低碳生活的理念。

历时经年，泰国在可再生能源领域的发展已处于区域领先地位，尤其是太阳能。据《方博碳讨室》的政府嘉宾介绍，目前泰国太阳能发电的安装量已达到6GW，其中地面光伏+水上光伏约3GW，其余为屋顶光伏。根据泰国的阶段性发展目标，其在2037年的光伏安装量将达到15G。

在本期《方博碳讨室》的嘉宾看来，四大要素推动了泰国分布式光伏装机的加速提升，其一是政策引导；二是能源成本的增加；三是光伏技术的成熟；再者是光伏生态系统的加速完善。

产业方兴未艾，光伏火热发展，前景一片光明。但欣欣向荣之下，屋顶光伏的发展也带来了一系列问题与挑战，其中，安全问题尤为引人关注——事实上，安全问题，特别是光伏电站的火灾问题，已是全球各大市场都面临的巨大挑战。

综合各方权威数据，自2017年至今，国内外分布式光伏起火事件多大数十起，严重威胁电力用户的收益及生命财产安全。一次次安全事故依然拷问着光伏产业发展的根基与底线。

《方博碳讨室》嘉宾分析认为，伴随分布式光伏市场的繁荣，越来越多的设计师、屋顶所有者、投资者和产品供应商等都会涌入市场，激烈的价格竞争下，行业的质量问题和安全问题就日渐凸显，而质量与安全又密不可分。

在泰国，屋顶光伏的安全问题，特别是火灾隐患，愈发引起政府及行业人士的关注。如何有效解决行业的安全挑战？泰国政府及相关行业组织，借鉴了全球分布式光伏相对成熟市场的经验，制定了相关行业标准。

据本期《方博碳讨室》嘉宾介绍，EIT （泰国工程协会）制定了关于安装屋顶光伏的标准以保障安全，“这是必须遵循的最低标准。”如上述，质量问题与安全问题有着紧密的联系，质量主要在于用户要如何选用光伏产品，泰国一般会用 IEC 标准作为主要参考的对象。

EIT 的标准里增加了两个重要项目：其一是 AFCI，即快速关断功能；其二是增加了电压，家庭从500-600V增加到1000V，工厂从1000V增加到1500V。在相关方看来，电压的增加直接关系到了安全问题。

参考泰国能源监管委员会相关安全法规的具体诠释：其一，开发商必须将具有开关指示快速关断功能的屋顶逆变器安装到消防员容易接近的位置（例如建筑物入口旁边的墙壁等）。

其二，直流侧必须装有AFCI（即电弧故障断路器），以防止2.5秒内直流侧电弧故障引起火灾事故。超出阵列300毫米的受控导体需要在30 秒内将电压降至30伏或更低，以便安装人员、维护人员和消防员在关闭后快速处理系统。

其三，阵列边界内的电压必须在 30 秒内降至80伏或更低，负责降低电击危险的控制组件必须符合 UL 3741标准。

各方携手，推动产业安全“正循环”

综合分析各方信息，泰国工程协会上述安全标准的制定，一方面，参考了欧美等分布式成熟市场的监管经验；一方面，从分布式安全问题——特别是火灾问题的根源上进行监督管理。

业内所共知，直流拉弧是电流击穿空气后产生的持续放电效应，通常光伏组件焊点接触不良、绝缘线缆破损、组件接头松脱等都容易引起直流拉弧，是造成屋顶电站火灾的主要隐患。综合《方博碳讨室》嘉宾的观察，直流拉弧带来两大危害：一是拉弧会导致接触部分温度急剧升高，可以在短时间内达到3000度高温，烧毁线缆绝缘层从而引发火灾；二是这种电气引发的火灾会给安装/维护人员带来极大的触电风险。

具有较高热能的电弧的出现使得光伏电站存在火灾的隐患，尤其对于分布式光伏系统，安装于建筑物表面，离人群较近，其引发的火灾将会给业主的投资，资产以及人身安全带来巨大损失。直流拉弧行业内现有方案检测困难，漏报、误报频现，导致人工及发电损失。此外，电弧噪音微弱，最小仅占正常电流信号的0.1%，难以被侦测，常常导致漏报。逆变器侧、负载侧、电网侧往往干扰信号多，与正常电流信号频谱叠加，容易导致误报。

在屋顶光伏项目中，直流侧有光照时存有直流高压，通常可达到600V至1000V，无法关断，给消防员带来潜在风险。尤其是在紧急状况发生时，如火灾等事故时，由于光伏阵列携带高压，救援人员无法到屋顶进行救灾。并且在救援时由于屋顶带电，因此无法通过普通方式用水进行灭火，大大增加了救援难度。在国外对于带有光伏系统的屋顶在救灾时采取‘Let it burn’策略，因为没有合适的方式进行救灾，只能等待光伏板烧毁后再进行灭火，极大的影响了救援过程，造成更多人身财产损失。

如何解决？快速关断功能成为行业安全发展的“刚需”。据本期《方博碳讨室》的探讨内容，华为智能光伏优化器具备组件级快速关断功能。具体而言，在安装中将优化器连接至每块组件，可控制每块组件输出端，当出现紧急状况时可自动启动0V快速关断功能，逆变器会向优化器通过MBUS发出信号，让优化器进行快速关断，使组件输出逐步降至0V。

事实上，在相应监管与标准制定上，全球范围内分布式光伏市场成熟的国家和地区，绝大部分都已经明确发布了针对屋顶光伏电站安全性的标准。欧美以及发展中国家墨西哥、菲律宾等国家先后制定了相关安全标准，并强制执行，这其中就包括“快速关断功能”。

比如，借鉴北美强制执行安全标准及落地路径可以发现，一方面，非光伏领域，比如建筑消防提出强制要求，不受光伏从业者的影响而增加系统成本；一方面，标准起草部门起草相应的部件细则与系统验收方式；同时，综合性的强制验收单位进行整体项目验收，包括安规、消防、并网、电气等综合独立部门。

相比北美、欧洲等成熟市场，包括中国在内的一些市场，在安全性标准的制定和贯彻上，还稍有滞后，这与分布式光伏快速发展的大趋势并不相符。而泰国EIT （泰国工程协会）制定“快速关断”的相关标准，无疑对区域市场具有积极的示范意义。

当然，任何事物都有“硬币的两面”，强制要求具备“快速关断功能”，增加优化器设备，起初也引起了一些质疑、担忧和挑战。但泰国相关部门的态度很坚决：保证安全，相应的安全设备和措施是必须的。

相关投资方的担忧有几点：一是成本增加，光伏市场的增长率可能会下降；第二是目前提供设备的供应商不多，导致价格没有竞争力；第三，是设备是否符合标准。

市场的健康发展和教育需要一个过程，《方博碳讨室》的嘉宾分析，安全始终是产业可持续发展的底线和基础，必须要有硬性的标准和监管；此外，整个行业同心协力，终究可以推动行业安全发展的“正循环”：当更多的人采用 AFCI 和快速关断的功能，市场就需要更多的厂家提供更多的产品——>由于市场提供更多的产品，产量大幅提升，设备的成本和价格也会下滑——>价格下降，市场渗透提升，行业效益与安全得到更大保障，更多市场和投资者采用 AFCI 和快速关断的功能。

从更广阔的全球区域市场来看，更多的国家或区域制定相似标准，相关设备的规模应用就会进一步扩大，成本与价格进一步下滑，由此提升整个光伏产业的经济性、投资收益和安全效益。

以泰国玛希敦大学的一个项目为例，其在拉亚校区有一个15MW太阳能发电厂项目，这个大学有40个楼栋都安装了屋顶光伏，特别值得注意的事，这个项目的逆变器里面内置有AFCI的功能；优化器可以提高发电量。其带来的最明显的三大效用：其一，提高储存电力时的安全，也提高运维时的安全；其二，优化器可以满足规定要求的快速关断功能；第三是可以明显提高10-20%的发电量。

结语：共同推动光伏产业高质量发展

“双碳”时代，光伏迎来前所未有的发展空间，电站质量与安全问题也愈发凸显。

保障安全，这是一个产业的命脉和底线，也是光伏电站取得投资回报的根基所在。不管是地面、山地、屋顶等光伏电站场景，安全都是一票否决的原则问题。安全问题得不到保障，这与国家层面“3060”的大方向不相符，与光伏快速发展的行业趋势不相符，与最大努力保障人民群众生命财产安全的指示精神严重不符。

参照泰国的举措和经验，其屋顶光伏安全标准的发展已经从非强制性标准到强制性标准，从行业标准到国家标准。产业应用也通过数字化技术融合电力电子技术，实现组件级关断、组件级优化和组件级管理。

为了保证生命周期内电站更安全可靠，为了光伏产业的健康持续发展，也为了中国早日达成“双碳”目标，行业必须真正行动起来，推动并发布相关“标准”，以此来规范屋顶光伏项目在各个环节上的操作正确性。

纵观全行业，电站质量把控与系统中的每一个环节都紧密相扣，树立规范化的统一建设标准，可有效规避各类质量和售后问题，从而降低甚至避免“火灾”发生率。但目前光伏行业内，特别是分布式屋顶光伏恰恰缺少统一标准，来约束并规范屋顶光伏电站项目的建设。

放眼整个分布式产业的发展，笔者认为，为了保证生命周期内电站更安全可靠，为了光伏产业的健康持续发展，也为了早日达成“双碳”目标，行业必须真正行动起来，推动并发布相关“标准”，以此来规范屋顶光伏项目在各个环节上的操作正确性，以此来保障终端用户财产与人身安全，保障老百姓安居乐业。