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安全之辨:光伏系统的火灾风险与碲化镉组件的防火屏障

2026/1/6 9:21:50 admin 阅读 20【次】

近年来,在“双碳”目标驱动下,光伏装机规模持续快速扩张,尤其是建筑光伏一体化(BIPV)的应用,让光伏从单纯的发电设备演变为建筑的一部分。然而,随着应用场景的深入与系统复杂度的提升,光伏系统的安全性问题,特别是火灾风险,日益成为业主、设计师与投资者关注的焦点。

其中,作为BIPV领域重要材料的碲化镉发电玻璃,其安全性备受瞩目:它究竟是潜在的风险点,还是可靠的安全屏障?            本文将系统性地溯源光伏火灾风险,并深入剖析碲化镉发电玻璃的防火本质与系统安全要求。        

 01光伏火灾风险溯源:系统性问题,而非组件单点之过

深入分析已发生的案例可知,光伏电站的火灾隐患极少源于组件材料的自燃,其根本多在于电气系统故障、关键辅材失效及安装运维不当。主要风险点可归纳为:

热斑效应:当电池片被鸟粪、灰尘或阴影部分遮挡时,该区域会从发电单元转为耗能电阻,导致局部温度急剧升高(可达150℃以上),存在引燃背板或周边可燃物的风险。这是传统晶硅组件需重点防范的问题之一。

直流拉弧:直流侧高压下,连接器松动、线缆老化或接触不良易产生持续性电弧,温度极高且难以自行熄灭,极易引发火灾。

安装缺陷与材料劣化:安装过程中接线不规范、未使用专用阻燃线缆、接地系统不完善等,均为系统埋下隐患。此外,行业激烈的成本竞争下,部分连接器、接线盒等关键辅材的质量参差不齐,其老化、熔毁可能直接导致短路起火。

运维缺失:缺乏定期检查、清洁与电气检测,无法及时发现并处理上述隐患,导致风险累积。

行业数据显示,光伏组件整体抽检合格率面临挑战,这清晰地表明,行业竞争重心正从单纯的“规模与速度”向“质量与安全”进行深刻转变。  

 02碲化镉发电玻璃的防火本质:多重构建的安全屏障

与上述系统风险不同,碲化镉薄膜发电玻璃从其材料与结构设计上,就具备了优异的内在防火特性,为BIPV应用提供了多重安全保障:

结构封装:双重玻璃的物理屏障

拿双玻结构的碲化镉组件为例,其结构为“发电基板玻璃+PVB/EVA胶膜+背板玻璃”,前后玻璃均为A级不燃材料,熔点高,在火灾中能有效隔绝氧气、阻止火焰向内蔓延和向外扩散,为内部的碲化镉发电膜层提供重要保护。

电气特性:更低的热斑与火灾风险

弱热斑效应:碲化镉组件的发电膜层均匀覆盖在玻璃上,并非一块块独立的电池片串联,长条子电池的设计使得其对局部遮挡/阴影的敏感度低,不易形成极端高温的热斑点。

高电压、低电流运行:同等功率下,工作电流更小,线缆热损耗更低,从电路原理上减少了因过热引发火灾的风险。

材料本身:高温下的稳定与安全碲化镉化合物性质稳定,熔点高达1041℃。在常规火灾温度(800-1000℃)下,还不足以使碲化镉气化蒸发,进而也不会释放出有毒物质。即使玻璃在更高温下软化,研究也表明化合物半导体薄膜仍被包封在软化了的玻璃中,镉流失量不足组件含镉总量的0.04%,远低于常见建筑材料燃烧所产生的有毒危害气体。

权威认证:通过严苛防火测试优质的碲化镉组件已通过国内外最高等级的防火测试,如IEC 61730、UL 790(A级)以及国标GB/T 8624的A级不燃材料认证,证明了其在模拟极端火情下的结构完整性与阻燃能力。

03超越组件,全链条管控是关键

必须强调,无论采用何种组件,光伏系统的绝对安全都不能仅依赖于组件本身,而必须建立在全链条、系统性的设计与管控之上:

电气安全是核心:应当使用光伏专用、符合认证标注的直流线缆,避免因绝缘层破损而导致的短路或漏电起火。并高度重视连接器的选择与安装。采用经过长期验证的可靠品牌产品,确保连接稳定,杜绝因接触不良引发的拉弧风险。

专业安装与验收:安装队伍必须精通光伏电气系统,确保所有电气连接牢固、绝缘到位、接地系统完善,并在竣工时严格进行绝缘电阻测试等验收。

运维与监管:定期检查、清洁,及时发现并处理遮挡、线缆老化、连接松动等问题。行业政策与标准(如《建筑光伏系统应用技术标准》、《光伏发电站设计规范》及地方消防技术标准)正不断完善,为全生命周期安全提供法规依据。

04安全正定义未来竞争力

当前,光伏行业的发展逻辑正在深化。从国家到地方,一系列强化安全的标准规范接连出台;从企业推出集成安全特性的新型组件,到行业将连接器等辅材可靠性置于焦点,都清晰地表明:竞争维度已从“装机量”和“成本”,全面转向构建涵盖 “产品本质安全、系统运行可靠、全生命周期风险可控” 的综合能力体系。     

                          

综上所述,碲化镉发电玻璃凭借其独特的双玻防火结构、材料高热稳定性和优化的电气特性,其本身就是一种防火性能卓越的建筑材料,并非光伏系统的主要火灾风险源。真正的风险管控,在于认识到光伏安全是一个系统工程。         

选择碲化镉组件,是构筑高质量安全基线的重要一步。但最终的安全屏障,来自于对系统每个环节——从优质辅材、专业设计安装到严格运维标准——的坚守与敬畏。这场围绕“安全”的全面升级,正是光伏行业告别粗放增长、迈向高质量发展新阶段的鲜明标志。

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