光伏發(fā)電系統(tǒng)消防安全檢查方法與防護(hù)措施

摘要：近年來，隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和規(guī)模的不斷擴(kuò)大，與之相關(guān)的消防安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患問題日益突出。企業(yè)廠房、儲(chǔ)能電站、商用建筑、居民樓、自建房等屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生，給整個(gè)行業(yè)敲響了安全警鐘。究其火災(zāi)事故發(fā)生的原因，背后存在多種復(fù)雜因素，通過剖析國內(nèi)外典型光伏發(fā)電系統(tǒng)火災(zāi)事故案例，從消防安全技術(shù)與管理方面提出預(yù)防措施，旨在最大程度降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，確保其安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；消防安全檢查；火災(zāi)事故原因

當(dāng)前，國家對(duì)新能源產(chǎn)業(yè)的扶持力度不斷加大，光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容量和并網(wǎng)規(guī)模持續(xù)快速增長。根據(jù)國家能源局公布的2024年全國電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2024年12月底，全國累計(jì)發(fā)電裝機(jī)容量約33.5億kW，同比增長14.6%。其中，太陽能發(fā)電裝機(jī)容量約8.9億kW，同比增長45.2%[1]。

近年來，國內(nèi)外光伏發(fā)電系統(tǒng)項(xiàng)目火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生，2023年11月，海南瓊海市博鰲鎮(zhèn)某臨街住宅樓頂太陽能電板發(fā)生火災(zāi)，起火原因?yàn)榉繓|從網(wǎng)上購買的不合格電池板[2]。2025年1月，位于美國加利福尼亞州莫斯蘭?。∕ossLanding）儲(chǔ)能電廠發(fā)生火災(zāi)，起火原因?yàn)镸egapack單元里的一個(gè)通風(fēng)口防護(hù)罩安裝不當(dāng)，雨水滲入電池后造成了故障[3]。本文以光伏發(fā)電為背景，深入分析光伏發(fā)電系統(tǒng)消防安全現(xiàn)狀，并結(jié)合實(shí)地檢查中發(fā)現(xiàn)的隱患問題，提出光伏發(fā)電系統(tǒng)消防安全風(fēng)險(xiǎn)和防護(hù)措施。

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)存在的主要消防安全隱患

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)的核心就是利用光電效應(yīng)，把光能轉(zhuǎn)化成電能，供給各個(gè)用電裝置，如果有多余的電量，就可以存儲(chǔ)起來。光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成[4]。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的特殊性和復(fù)雜性，一旦發(fā)生火災(zāi)，后果將不堪設(shè)想。據(jù)統(tǒng)計(jì)，光伏發(fā)電系統(tǒng)中80%以上的火災(zāi)事故是由直流側(cè)故障引起[5]，特別是組件熱斑、電氣線路虛接以及直流拉弧問題。下面就光伏發(fā)電存在的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析。

1.1" 光伏組件質(zhì)量問題

近年來，國家大力支持綠色能源光伏發(fā)電，推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)迅速崛起，行業(yè)之間競爭壓力倍增。目前光伏組件行業(yè)存在的問題包括：①制造廠家眾多，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，且存在低價(jià)競標(biāo)現(xiàn)象，降低了光伏組件質(zhì)量水平。②部分廠家為獲取利潤，存在原材料品牌及型號(hào)代用、以次充好的現(xiàn)象。

1.2nbsp; 熱斑效應(yīng)

在光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，光伏板表面易受到鳥屎、泥漿、樹葉或嚴(yán)重積塵等雜物的覆蓋遮擋，會(huì)導(dǎo)致被遮擋區(qū)域溫度升高，形成熱斑效應(yīng)。此外，光伏板安裝環(huán)境中存在的空中架空線路、周圍建筑陰影、煙窗遮擋以及同排光伏板方陣之間的陰影等遮擋因素，不僅影響光伏板的正常發(fā)電效率，還容易產(chǎn)生熱斑現(xiàn)象，熱斑導(dǎo)致組件局部溫度急劇上升，隨著溫度的升高，該區(qū)域會(huì)持續(xù)發(fā)熱，可能引發(fā)火災(zāi)。

1.3" 自然因素引發(fā)的隱患

光伏發(fā)電系統(tǒng)組件長期受戶外環(huán)境影響，外表容易老化、破損，一旦絕緣層被破壞，在潮濕環(huán)境下極易發(fā)生漏電、短路現(xiàn)象，成為火災(zāi)的導(dǎo)火索。第一，光伏發(fā)電系統(tǒng)一般位于空曠地帶，容易遭受雷擊。雷電產(chǎn)生的強(qiáng)大電流可通過光伏組件、支架、電氣線路等傳導(dǎo)，損壞電氣設(shè)備，造成短路，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。第二，在炎熱夏季，光伏發(fā)電系統(tǒng)組件長時(shí)間暴露在高溫陽光下，自身溫度會(huì)顯著升高。如果散熱條件不佳，組件內(nèi)部熱量無法及時(shí)散發(fā)，不僅會(huì)影響發(fā)電效率，還可能導(dǎo)致組件內(nèi)部的材料性能發(fā)生變化，引發(fā)故障，增加火災(zāi)發(fā)生的可能性。

2 光伏發(fā)電系統(tǒng)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)特征

由于光伏發(fā)電系統(tǒng)大量使用電氣設(shè)備和線路，如光伏組件、逆變器、匯流箱等，電氣故障是引發(fā)火災(zāi)的重要原因。2024年5月，海南省某市一農(nóng)光互補(bǔ)型光伏儲(chǔ)能電站發(fā)生火災(zāi)，起火原因?yàn)閮?chǔ)能電站6號(hào)電池預(yù)制艙內(nèi)2號(hào)電池簇底部配電箱因外部高壓沖擊短路起火[6]。

2.1" 火災(zāi)蔓延迅速

光伏發(fā)電系統(tǒng)通常有大量緊密排列的光伏組件，且多采用易燃的高分子材料封裝。一旦起火，這些材料會(huì)迅速燃燒，火勢會(huì)在組件間快速蔓延。

2.2" 火災(zāi)撲救難

光伏發(fā)電系統(tǒng)敷設(shè)范圍廣、面積大、組件多，有的組件安裝在高處，救援人員難以靠近著火源。同時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生直流高壓，只要有光照就會(huì)持續(xù)存在。當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，即使切斷了部分電源，仍可能有殘留電荷。滅火時(shí)，使用水來撲救，容易引發(fā)線路短路，產(chǎn)生高溫和電火花，從而發(fā)生爆炸，增加了火災(zāi)撲救的危險(xiǎn)性和難度。

2.3" 易引發(fā)二次災(zāi)害

部分光伏發(fā)電系統(tǒng)配備儲(chǔ)能電池用來儲(chǔ)存多余電能，若電池是鋰離子電池，在高溫、短路等情況下可能會(huì)發(fā)生熱失控，鋰電池火災(zāi)具有燃燒激烈、蔓延迅速、易復(fù)燃、撲救難度大的特點(diǎn)。若是磷酸鐵鋰，起火后可能因內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)加劇、電池外殼破裂等，導(dǎo)致周邊易燃易爆物質(zhì)被引燃，容易引發(fā)二次爆炸。

3 光伏發(fā)電系統(tǒng)消防安全檢查方法

光伏發(fā)電系統(tǒng)，作為新能源領(lǐng)域的重要組成部分，其運(yùn)營過程中的安全問題不容忽視，特別是在消防安全方面，嚴(yán)格細(xì)致的檢查是確保電站安全運(yùn)行的基石。

3.1" 檢查光伏發(fā)電系統(tǒng)組件設(shè)備

設(shè)備安全性檢查是光伏發(fā)電系統(tǒng)消防安全檢查的首要環(huán)節(jié)。檢查人員應(yīng)對(duì)光伏板、逆變器、變壓器等關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行逐一核查。針對(duì)光伏電池板，需細(xì)致查看其表面是否存在裂縫、污染或損傷，并確保電熔連接緊固；對(duì)逆變器進(jìn)行檢測，需要檢查電流、電壓等關(guān)鍵參數(shù)，以保障其正常運(yùn)作。同時(shí)，查看匯流箱、配電柜的運(yùn)行狀態(tài)，連接光伏發(fā)電系統(tǒng)組件至逆變器，連接逆變器至電網(wǎng)等組件接線是否牢固，有無異常聲響。此外，檢查設(shè)備的接地防護(hù)是否完好，防雷接地保護(hù)是設(shè)備安全檢查的關(guān)鍵內(nèi)容。在檢查過程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測EMS能量管理平臺(tái)系統(tǒng)預(yù)警信息，注重?cái)?shù)據(jù)的對(duì)比與分析，通過對(duì)比歷史數(shù)據(jù)，觀察設(shè)備性能是否有明顯下降，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。

3.2" 檢查電氣敷設(shè)線路

電氣系統(tǒng)作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分，其安全檢查同樣重要。電纜、接線盒、開關(guān)柜等電氣設(shè)備的絕緣性能是檢查的重點(diǎn)。使用絕緣電阻測試儀對(duì)電纜進(jìn)行絕緣測試，確保其絕緣電阻值符合安全標(biāo)準(zhǔn)。接線盒和開關(guān)柜內(nèi)部應(yīng)清潔干燥、無積塵和雜物，且各接線端子應(yīng)緊固無松動(dòng)。同時(shí)，對(duì)電氣系統(tǒng)的保護(hù)裝置進(jìn)行檢查，如過流保護(hù)、速斷保護(hù)等是否設(shè)置合理、動(dòng)作是否可靠。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問題，應(yīng)及時(shí)記錄并處理，以確保電氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3" 檢查消防設(shè)施及器材

光伏發(fā)電系統(tǒng)一旦發(fā)生火災(zāi)，具有滅火救援持續(xù)時(shí)間長、范圍廣的特點(diǎn)。消防設(shè)施及器材的配備和完整好用，是應(yīng)對(duì)火災(zāi)突發(fā)事故的重要保障。因此，光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)配備消火栓系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng)、設(shè)置噴淋注水口及浸沒注水口。積極引入具備資質(zhì)的第三方消防維保機(jī)構(gòu)和檢測公司，每年對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)配備的消防設(shè)施器材進(jìn)行全面檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除潛在的安全隱患，確保消防設(shè)施設(shè)備處于正常工作狀態(tài)。

4 光伏發(fā)電系統(tǒng)消防安全防護(hù)措施

4.1" 優(yōu)化消防設(shè)計(jì)，發(fā)揮智能監(jiān)測

在光伏板敷設(shè)、發(fā)電、逆變器、匯流箱等重要設(shè)施設(shè)備區(qū)域設(shè)置視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過視頻監(jiān)控、EMS能量管理系統(tǒng)等對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行全方位監(jiān)測，充分發(fā)揮智能監(jiān)測作用。組織設(shè)備廠家、運(yùn)維公司共同研究制定光伏設(shè)施設(shè)備運(yùn)行維保制度。儲(chǔ)能電站現(xiàn)場張貼安全提示、儲(chǔ)能電池名稱、理化性質(zhì)、處置流程、注意事項(xiàng)等，規(guī)范細(xì)化日常維保工作流程。儲(chǔ)能電站運(yùn)維人員應(yīng)接受消防安全知識(shí)培訓(xùn)，熟知防火檢查方法和注意事項(xiàng)，了解儲(chǔ)能電池和電氣設(shè)備的燃燒特性，會(huì)撲救初起火災(zāi)。同時(shí)，光伏發(fā)電系統(tǒng)組件應(yīng)選用阻燃材料，劃分防火分區(qū)，保持儲(chǔ)能電柜與光伏陣列間距≥10m的安全距離，電纜溝道填充防火泥。安裝電池?zé)崾Э刂悄鼙O(jiān)測與預(yù)警，實(shí)時(shí)監(jiān)測高頻電流波形異常。

4.2" 定期維護(hù)保養(yǎng)，消除安全隱患

光伏發(fā)電系統(tǒng)的火災(zāi)防范，應(yīng)建立嚴(yán)格的定期檢查與維護(hù)制度，必須對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行全面檢查。檢查范圍不僅包括光伏板、逆變器、箱變器、開關(guān)站、儲(chǔ)能設(shè)備等主要發(fā)電設(shè)備，還涵蓋電纜、接線盒、開關(guān)柜等配套設(shè)施。在檢查過程中，要制定詳細(xì)、嚴(yán)格的巡檢制度，定期安排專業(yè)人員對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，包括光伏組件的外觀、電氣連接的緊固情況、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、散熱情況等各方面。及時(shí)清理光伏組件表面的灰塵、雜物等，保持組件良好的透光性和散熱性能。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問題，必須立即進(jìn)行修復(fù)或更換，杜絕設(shè)備帶故障運(yùn)行。

4.3" 制定應(yīng)急預(yù)案，開展員工培訓(xùn)

應(yīng)急預(yù)案是光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)對(duì)突發(fā)火災(zāi)、提升救援效率的重要手段。預(yù)案的制定應(yīng)充分考慮光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點(diǎn)，科學(xué)組織專家進(jìn)行評(píng)審和修訂，確保其科學(xué)性和實(shí)用性。預(yù)案應(yīng)明確救援組織架構(gòu)、人員組成、通信保障、現(xiàn)場處置、醫(yī)療救護(hù)、安全防護(hù)等小組的職責(zé)。定期組織演練并根據(jù)結(jié)果修訂預(yù)案，通過反復(fù)演練發(fā)現(xiàn)存在的問題和不足，及時(shí)進(jìn)行完善和改進(jìn)，提升員工在火災(zāi)中的應(yīng)急處置能力和自救能力。確保預(yù)案始終與光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)場實(shí)際情況相符。一旦發(fā)生火災(zāi)，應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，按照預(yù)案的程序和要求進(jìn)行處置，最大限度減少火災(zāi)造成的損失。此外，每年應(yīng)開展至少1次員工消防安全知識(shí)培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括巡查檢查內(nèi)容、光伏發(fā)電系統(tǒng)火災(zāi)特點(diǎn)、救援處置方法、消防設(shè)施器材使用方法以及火災(zāi)逃生和自救的基本知識(shí)。每半年組織1次消防演練，通過模擬火災(zāi)場景，讓員工親身體驗(yàn)火災(zāi)的緊迫性和危害性，提高他們?cè)诨馂?zāi)中的應(yīng)對(duì)能力和自救能力。

5 結(jié)束語

光伏發(fā)電系統(tǒng)的消防安全關(guān)乎新能源的安全運(yùn)行與人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。檢查設(shè)備的完好性、電氣系統(tǒng)的安全性以及消防設(shè)施的有效性，是確保電站安全運(yùn)營的關(guān)鍵。同時(shí)，定期開展員工培訓(xùn)，提升其消防安全意識(shí)和應(yīng)急處理能力，也是不可或缺的環(huán)節(jié)。綜合各項(xiàng)措施，能夠構(gòu)筑起光伏發(fā)電系統(tǒng)堅(jiān)固的消防安全屏障。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，光伏發(fā)電系統(tǒng)的消防安全將更加嚴(yán)密與高效。

參考文獻(xiàn)

[1]國家能源局.國家能源局發(fā)布2024年全國電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[EB/OL].https：//www.nea.gov.cn/20250121/097bfd7c1cd3498897639857d86d5dac/c.html

[2]南海網(wǎng).瓊海博鰲一臨街住宅樓頂太陽能電板發(fā)生火災(zāi)[EB/

OL].https：//www.hinews.cn/news/system/2023/11/07/033070

026.shtml

[3]央視網(wǎng).加州又起大火：事發(fā)全球最大儲(chǔ)能電廠，有數(shù)萬塊電

池，馬斯克急辟謠[EB/OL].https：//news.cctv.com/2025/01/18/

ARTIwrclZMz7oejtk299dGUb250118.shtml

[4]姚春曉.太陽能光伏發(fā)電技術(shù)及其應(yīng)用分析[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2024（10）：82-85.

[5]韓鈺，韓子忠.基于火災(zāi)分析的光伏儲(chǔ)能電站消防安全對(duì)策研究[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2024，43（10）：1473-1476.

[6]侯少紅，姚偉剛，王二磊，等.光伏組件常見質(zhì)量問題及監(jiān)理要點(diǎn)[J].設(shè)備監(jiān)理，2024（6）：34-37.