然而美、澳、歐洲、日本都已將光伏設(shè)施的組件級(jí)快速關(guān)斷列為強(qiáng)制要求，作為戶用光伏大國(guó)的中國(guó)在這個(gè)領(lǐng)域仍未重視，安全標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于產(chǎn)品制造和市場(chǎng)推廣。目前，僅有安徽省公安消防總隊(duì)歸口的地方標(biāo)準(zhǔn)提出規(guī)范化要求。盡管浙江制造及嘉興也推出了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，但并未對(duì)組件級(jí)快速關(guān)斷提強(qiáng)制性要求，僅表述為“宜具備”、“宜具備”。
盡管在國(guó)內(nèi)已有不少屋頂光伏的火災(zāi)案例，但目前還沒(méi)有參照標(biāo)準(zhǔn)要求的“組件級(jí)快速關(guān)斷”設(shè)計(jì)、應(yīng)用案例，也尚未見(jiàn)報(bào)道安徽省對(duì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的檢查案例。
本文從美國(guó)NEC法規(guī)實(shí)施的要求介紹滿足NEC法規(guī)的屋頂光伏設(shè)施要求，為國(guó)內(nèi)屋頂分布式光伏的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等提供參考學(xué)習(xí)資料。
1.2017版NEC- 《美國(guó)國(guó)家電氣法規(guī)》
自2019年1月1日起，2017NEC - 《美國(guó)國(guó)家電氣法規(guī)》第690.12（b）（2）節(jié)中關(guān)于“光伏陣列內(nèi)光伏快速關(guān)斷的要求”已在美國(guó)30個(gè)州正式生效，其他大多數(shù)州也都在陸續(xù)采用新規(guī)則。2017 NEC要求所有建筑物上的光伏設(shè)施均具有在緊急情況下實(shí)現(xiàn)組件級(jí)快速關(guān)斷的能力。
該規(guī)則適用于任何安裝在建筑物上的光伏設(shè)施，但不包括不屬于建筑物附近的太陽(yáng)能車棚、避難所、涼亭等。
2.滿足2017 NEC法規(guī)的具體要求滿足2017 NEC法規(guī)的具體要求需要做到以下幾點(diǎn)：-安裝“Listed-列名的”或帶有現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)簽的快速關(guān)機(jī)系統(tǒng)“Listed”是指經(jīng)過(guò)第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)列名。美國(guó)國(guó)家電氣法規(guī)規(guī)定使用“Listed”-即包括CSA等任何國(guó)家認(rèn)可的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證列名的產(chǎn)品。
在2019年國(guó)際太陽(yáng)能博覽會(huì)上（SPI），許多逆變器和快速關(guān)機(jī)設(shè)備制造商都展示了SunSpec認(rèn)證。SunSpec為快速關(guān)斷過(guò)程中的不同設(shè)備之間的通信開(kāi)發(fā)了重要的協(xié)議，但它不是認(rèn)證機(jī)構(gòu)。
通信協(xié)議認(rèn)證并不滿足NEC第690.12節(jié)中的操作方面或NEC列名要求。通信協(xié)議列出的額定值、標(biāo)記和/或認(rèn)證不能替代UL1741光伏快速關(guān)斷認(rèn)證（列名），僅看到SunSpec標(biāo)簽并不能告訴安裝人員產(chǎn)品已通過(guò)NEC 2017認(rèn)證可快速關(guān)斷。
此外，在硬件安裝符合NEC 2017要求后，還需要在該光伏系統(tǒng)安裝位置，對(duì)快速關(guān)斷系統(tǒng)進(jìn)行明顯的標(biāo)識(shí)標(biāo)示快速。
-安裝能夠在30秒內(nèi)將電壓降至80 V的系統(tǒng)30秒內(nèi)電壓降至80V是為了滿足對(duì)人體接觸的基本安全要求。目前國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范大多要求100V、120V等臨界指標(biāo)。微逆變器將高壓直流電轉(zhuǎn)換為低壓安全的交流電，通常采用微型逆變器的光伏陣列一般都能視為本質(zhì)上符合快速關(guān)機(jī)的要求。
但由于某些微型逆變器設(shè)計(jì)在電路的前端裝有電容器，因此，除非檢查人員實(shí)際執(zhí)行電壓測(cè)量，否則無(wú)法知道它是否低于80V極限。如果認(rèn)證機(jī)構(gòu)會(huì)能主動(dòng)進(jìn)行這些測(cè)試，以驗(yàn)證該微型逆變器示范可以滿足80V閾值，要比在安裝逆變器之后進(jìn)行測(cè)試容易得多。
-BIPV系統(tǒng)比BAPV更容易滿足NEC法規(guī)從領(lǐng)跑者創(chuàng)新論壇第四屆BIPV大會(huì)上了解大，BIPV系統(tǒng)一般都把光伏產(chǎn)品作為建筑構(gòu)件的一部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，通常沒(méi)有金屬部件和裸露的導(dǎo)體，且不在接地金屬的8英尺之內(nèi)，如太陽(yáng)能瓦。BIPV產(chǎn)品由于需要符合建材規(guī)范，因而系統(tǒng)與接地和導(dǎo)電部件隔離，最容易滿足NEC法規(guī)的要求。
3.持續(xù)完善的光伏危害控制系統(tǒng)目前行業(yè)正在為2020版 NEC討論修訂，是快速關(guān)斷的未來(lái)要求：根據(jù)UL 3741，陣列安裝應(yīng)列為光伏危害控制系統(tǒng)。
對(duì)于正在討論中的新要求，主要觀點(diǎn)集中在“關(guān)斷速度該多快？實(shí)際該關(guān)斷什么部位？是否完全關(guān)斷？”。
要檢查30秒鐘內(nèi)陣列是否降至80 V或更低，檢查人員必須登上屋頂并將電壓表插入連接器測(cè)試。這對(duì)于民用建筑上的光伏設(shè)施運(yùn)維及檢查是不合理的。
當(dāng)前，組串式逆變器仍需要安裝“列名”的附件才能實(shí)現(xiàn)快速關(guān)機(jī)，這可以通過(guò)將快速關(guān)斷的變送器或啟動(dòng)器安裝到逆變器中實(shí)現(xiàn)。該變送器與連接到陣列的傳感器配對(duì)，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由第一響應(yīng)器在逆變器上啟動(dòng)快速停機(jī)開(kāi)關(guān)或斷路器，則變送器會(huì)連接陣列上的傳感器并關(guān)斷電路。
隨著對(duì)光伏危害控制的要求日益嚴(yán)格，快速關(guān)斷功能將全面集成到太陽(yáng)能系統(tǒng)中，而不是像當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)那樣允許使用經(jīng)過(guò)快速關(guān)斷認(rèn)證的不同零件。預(yù)計(jì)在2020 NEC會(huì)提出為PV危害控制系統(tǒng)專門設(shè)計(jì)、評(píng)估、測(cè)試和認(rèn)證。
4.快速關(guān)斷裝置通常，光伏設(shè)施或消防系統(tǒng)的檢查員不太可能會(huì)對(duì)光伏陣列進(jìn)行測(cè)試以確?？焖訇P(guān)斷系統(tǒng)能夠正常工作。對(duì)于他們來(lái)說(shuō)，翻轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)裝置或斷路器以啟動(dòng)快速關(guān)機(jī)很容易。
MLPE組件級(jí)電力電子技術(shù)是實(shí)現(xiàn)組件級(jí)關(guān)斷的主要方式，應(yīng)用產(chǎn)品包括微型逆變器、功率優(yōu)化器及智控關(guān)斷器。微型逆變器的使用可以從根本上消除光伏系統(tǒng)存在的直流高壓，而功率優(yōu)化器及智控關(guān)斷器具有組件級(jí)關(guān)斷功能。
在緊急情況下，安裝有功率優(yōu)化器或智控關(guān)斷器的光伏系統(tǒng)，能切斷每塊組件之間的連接，消除陣列中存在的直流高壓，實(shí)現(xiàn)組件級(jí)別的快速關(guān)斷。不少企業(yè)已經(jīng)能夠提供組件級(jí)快速關(guān)斷裝置，如有快速關(guān)斷功能的接線盒。
一直在與行業(yè)以及其他利益相關(guān)者（如急救人員社區(qū)）一起開(kāi)發(fā)這些需求，以使那些在執(zhí)行其至關(guān)重要的系統(tǒng)時(shí)必須與這些系統(tǒng)進(jìn)行交互的急救人員提高這種信心。我們有責(zé)任保護(hù)社會(huì)，人民和財(cái)產(chǎn)安全，我們希望使它們盡可能安全。”
【結(jié)語(yǔ)】工商業(yè)屋頂光伏的平價(jià)上網(wǎng)已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)，TestPV在《??2020年142GW全球光伏市場(chǎng)》一文中預(yù)期中國(guó)將有12-15GW的工商業(yè)光伏。當(dāng)光伏被普及成為一種日常屋頂設(shè)施后，潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)就更有可能暴露出來(lái)。我們一方面要積極推動(dòng)行業(yè)盡快建立更普及的強(qiáng)制性安全標(biāo)準(zhǔn)，另一方面也要從意識(shí)上對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范、施工和驗(yàn)收提出要求，確保財(cái)產(chǎn)和人身安全得到保證。
