近年来,随着光伏越来越多走进工厂、仓储物流中心和数据中心等用能场景,光伏系统的安全问题愈发受到关注。隆基绿能日前发布两款新品——行业首款在不增加玻璃厚度前提下,获得完整组件Class A级防火认证的Hi-MO X10特种防火组件,以及“成套化”光伏系统LONGi Hi ROOF E金属屋面光伏解决方案,并同步推出六款场景化产品。围绕安全、降本与场景适配三个方向,这一系列产品试图回应分布式光伏在实际应用中的新需求。
■■ 安全要求更高
“光伏火灾是典型的‘低频高损’事件——不发生则已,一旦发生,一切归零。”隆基分布式事业群总裁蒋东宇提到,在光伏电站的收益逻辑里,没有安全,发电效率、投资收益都将失去意义。
随着分布式光伏不断进入更复杂的工业场景,安全问题显得尤为突出。例如,锂电池工厂、精密制造车间、危化品生产区以及数据中心等高能耗场景,对绿色电力的安全标准提出了更高要求。
达信(中国)副总经理、执行董事马姝丽表示,应用场景日益贴近终端用户,业主的关注重点从传统的发电效率与成本控制,转向兼顾效益与安全的功能集成。防火防灾是光伏项目安全运营的重中之重,防起火、防蔓延应成为光伏行业的必修课。
德国莱茵TÜV集团太阳能服务首席技术专家高祺指出,光伏火灾防范主要涉及两个方面:一是防止火势蔓延,二是预防起火。“目前不少光伏标准仍参考建筑领域的既有规范,但光伏组件同时具备电气设备和建筑构件的双重属性,其火灾风险特征仍需要进一步研究。组件技术应从被动防火逐步走向主动防御,通过设计和材料创新降低起火概率。”
■■ 相关技术持续升级
如何在技术层面降低火灾风险,是行业研发的重要方向。数据显示,在光伏组件相关火灾案例中,大约80%的起火源来自热斑和直流拉弧。其中,热斑通常由局部遮挡引起。而直流拉弧则更为隐蔽——瞬间温度可超3000摄氏度,足以引燃任何可燃物,其成因主要集中在接线盒虚焊和接线端子接触不良。
“针对热斑问题,我们此前推出的‘三防组件’通过在每块组件内置21600个类旁路二极管结构,形成蜂窝式导流网络,遇到鸟粪、树叶等局部遮挡时,电流可自动绕行分流,避免形成高温热点。”隆基绿能分布式业务中国区总裁牛燕燕说。
隆基绿能分布式业务中国区市场部负责人钱鑫介绍,该组件在接线盒焊接环节引入特种焊接技术,实现微米级高精度焊接,使接线盒的焊点拉力较普通焊接大幅提升,从源头规避了虚焊导致的拉弧风险。
测试数据显示,这种焊接方式在拉力性能上比常规工艺提高约34%,经2000次极端温冲测试后,特种焊接拉力保持率仍在95%以上,从源头规避了虚焊导致的拉弧风险。
解决了组件自身起火,还需回答另一个问题:如果别处起火,组件会不会成为“助燃物”?常规胶膜和接线盒在高温下本身就是燃料,火势可能沿着组件迅速蔓延。“在生产过程中将阻燃因子直接混入胶膜与接线盒材料。当火源出现时,阻燃因子气化吸热,同时形成致密炭化层隔离氧气,有效切断火焰在组件间的横向传播。”隆基绿能工作人员告诉《中国能源报》记者,该组件从横向、纵向两个维度实现了防护。“传统组件采用的普通半钢化玻璃在600摄氏度左右就会软化爆裂,而Hi-MO X10配备的耐高温防火玻璃,在1000摄氏度火焰冲击下可保持超过1.5小时不炸裂、不穿透,抗高温爆裂能力是常规玻璃的8倍。当最坏的情况发生时,这超过1.5小时的时间,就是‘黄金救援时间’。”
业内人士表示,防起火、防蔓延的技术路径,体现出光伏组件安全设计正在从单一材料升级转向更完整的防护体系。当安全问题得到更系统的关注后,光伏技术在工业与城市能源系统中的应用空间也将更加广阔。
■■ 分布式走向场景竞争
在提升安全能力的同时,分布式光伏也在探索新的成本与效率路径。
传统工商业屋顶安装需要大量导轨、夹具、螺栓,一个1兆瓦项目可能涉及近2万个零部件。以导轨为例,其本身不发电,却占据0.08元/瓦—0.12元/瓦的系统成本。“既然导轨只是‘中间商’,能不能直接‘干掉’它?”牛燕燕提出。LONGi Hi ROOF E正是这一思路的产物。
据牛燕燕介绍,通过一体化夹具系统,实现组件与屋面直接连接,将传统“组件—压块—导轨—夹具—屋顶”的四层结构,简化为“组件—一体化夹具—屋顶”的两层结构。“‘免导轨’不代表‘无连接’。这就如同传统建筑的榫卯结构,将上下两层深深嵌入边框,把原本各自为战的组件编织成牢不可破的力学网。”
隆基绿能还在其中加入了“钢筋铁骨”。系统采用550MPa级高强复相钢边框,屈服强度较传统铝边框提升1—2倍,避免了超大组件常见的变形问题。钢边框与夹具形成机械互锁结构。拿掉导轨后,抗风抗变形能力不降反升,可从容应对14级强风。
牛燕燕预测,未来屋顶光伏的发展可能呈现三个趋势:一是技术路线逐渐融合,以HPBC 2.0技术为基础,进一步向TBC、HBC等叠层技术方向演进,推动光电转换效率持续提升;二是产品开发更贴合应用场景;三是系统解决方案价值凸显。
业内人士认为,随着光伏逐步融入工业生产、城市建筑和数字基础设施,其价值已不再局限于单一发电能力。安全、成本、结构设计以及应用场景的综合能力,正在成为新的竞争焦点。分布式光伏行业正在从单一发电阶段,迈向更加多元的“场景价值”阶段。
