太陽能系統安全性概述



太陽能發電系統運作方式

太陽能發電系統又稱太陽光電系統(PV System),主要由太陽能模組(Solar module,或稱太陽能板)、逆變器(Inverter)、配線箱、監控系統、蓄電池等裝置所構成。太陽能板可設置於屋頂型、地面型、或浮力型,陽光照射於太陽能板後轉換成直流電力,再由逆變器將太陽能板產生的直流電轉換成交流電,從配電箱供給室內電器設備使用。監控系統則用以收集逆變器之電力資訊,經由 WIFI 傳輸至雲端,讓用戶透過手機、平板、電腦就可即時查看發電數據。

太陽能系統安全性

一般而言,太陽能系統非常安全的。不過只要有陽光照射,太陽能模組及線路就會以高直流電壓通電。這些高直流電壓會對安裝人員、維運人員及消防人員有觸電的風險。因此在安裝、維運及發生火災時必須考量到安全問題,所以仍應在系統設計及安裝時考量安全措施,正確安裝及維護的狀況下,太陽能系統不會對民眾或資產造成危險。提高太陽能系統安全性是所有系統安裝商及業主關注的重點與保護一般民眾及資產。所以預防太陽能系統起火,避免負面報導並提高產業聲譽減輕系統安全危害,提高系統穩定性,增加系統運行時間大於提高發電量,協助滿足保險要求,是大家的共識目標。
太陽能系統算可稱安全,但由於設計或安裝施工造成的失火意外還是可能發生。消防員通常要求當大樓失火時切斷電源作為安全預防措施。當屋頂安裝太陽能系統併聯電網,即使變流器關閉,陽光照射下模組則繼續產出高壓直流電源。太陽能模組通常輸出電壓為30-60V,當模組連接成串,組串電壓則高達600-1500V,太陽能安裝商、維運人員在執行維運作業以及緊急救難人員的潛在危險;關閉變流器或是切斷直流電纜會終止電流,但直流電壓上升,造成觸電風險。

電弧: 可能造成安全風險

電弧為持續性的高能放電,由電流通過不導電的介質而產生,例如空氣。當 2 個電導體之間的電壓穿過空氣時,就會產生電弧,從而導致高溫,這可能導致起火,從而造成重大安全風險。當太陽能電纜或連接器未正確連接或損壞,電 流會通過空氣傳導,產生電弧。電弧會導致裝置通電,造成安裝系統帶電,造 成觸電危險。潛在火災的風險主要原因:錯誤或不當連接的線纜或連接器、腐蝕、動物咬嚙電線、直流隔流器故障、太陽能系統元件過熱、連接器及線纜老化。 美國電弧檢測標準 UL1699B直流電弧標準 太陽能系統運行在 80 VDC或更高(在任何兩個導體之間),應該安裝太陽能電弧故障斷路器或其他相同功能的設備進行保護系統,應能檢測及中斷由太陽能系統中DC電路中的導體、連接器、模組或其他系統元件中連續性的故障導致的電弧。NEC 2014/17 sec.690.11 & 690.12 要求能通過變流器關閉來終止電弧系統,必須保持關閉狀態,直到安裝人員完成檢查程序並更換元件,之後才能人員手動開啟快速關斷。快速關斷Rapid Shutdown (RSD) 2017/2020 標準為美國強制及廣泛使用的安全標準,其要求屋頂型太陽能系統在緊急狀況之下能快速將高壓降至安全電壓。應用於太陽能串列內部配置及外部安裝其他國家規範有 菲律賓: PEC2017 2019年1月開始;歐洲: VDE AR 2100-712 和 OEVE R-11-1 包含額外的安全需求;泰國: 預計2022一月開始提升緊急救難人員的安全水平。

淹水可能之風險

1.颱風、地層下陷、低氣壓造成的暴雨造成的淹水,造成高壓直流設備潛在危險。
2.水滲入變流器,可能造成短路(無觸電風險),同時間連接器滲水會造成觸電風險。

安裝前設備存放注意事項

在拿到設備後,請提供良好的存放環境:務必放置在室內,避免雨淋或是遭到濺灑。若真的無此環境,請將貨物放在棧板上再蓋上防水帆布。

確保系統運轉安全流程

按:宋郁德,中華民國仲裁人。