深度解读：光伏电站起火原因及消防灭火系统解决方案-念海消防

近年来，光伏电站火灾事故频发。2014年8月，武汉某屋顶光伏电站发生着火，彩钢瓦屋顶被烧穿了几个大洞，厂房内设备烧毁若干，损失惨重；2015年5月，苹果公司一直引以为傲的位于亚利桑那Mesa的工厂屋顶突然起火，起火点是大楼屋顶的光伏组件，现场浓烟四起，光伏组件被烧毁；2023年10月，扬州市高邮郭集工业集中区一家光伏企业突发大火，整个厂房被烧毁；2024年2月，英国某地区价值7000万英镑的仓库，其屋顶安装的光伏组件发生了毁灭性的火灾……光伏电站一旦出现火灾这样的严重事故，影响的不仅是电站的安全，也会对电站下方的厂房设施以及人员造成危害。安全问题，已经成为了光伏电站首要考虑的问题。

造成光伏电站中出现火灾事故的原因有很多，设备和电缆老化或者故障，造成短路；熔断器、断路器选型和安装不当，造成直流拉弧；光伏组件面板上鸟粪较多，引发热斑效应，导致电池局部烧毁，甚至造成火灾；汇流箱内部灰尘较多，内部电子元器件散热不良、短路，导致导线的绝缘层热熔燃烧，并引燃导线上积落的粉尘、纤维等，从而造成火灾事故等。
首先我们来聊聊光伏电站是什么，其实光伏电站是一种利用光伏效应来将太阳能转换为电能的装置。那么光伏电站有哪些组成呢，其工作原理是怎么样的呢？以及光伏电站起火频频到底是什么原因呢？下面念海消防为您详细介绍。
一、光伏电站的组成部分可以简述如下：
1. 太阳能电池板：太阳能电池板是光伏电站的核心组成部分，其主要作用是将太阳能转化为电能。
2. 逆变器：逆变器主要用于将太阳能电池板发出的直流电信号转换成交流电信号，以便于输送给电网或被用于地方供电。
3. 电容器和电感：电容器和电感一般被用于平衡交流电信号频率和电流波峰。
4. 电网：电网是指将光伏电站发出的电能输送到需要的地方供电的网络。
5. 网侧变压器：网侧变压器主要用于提高输出电压并进行电网连接。
6. 辅助设备：包括整流器、控制器、保护设备、监控设备等用于控制、保护和监测光伏电站运行的设备。
二、光伏电站的工作原理可以简述如下：
1. 太阳光照射：当阳光照射到太阳能电池板上时，会激发出电子，使得电子跃迁到导体中，这种现象被称为光伏效应。
2. 直流电发生：电池板中的电线连接到逆变器上，逆变器将直流电（DC）转换成用于家庭或工业的交流电（AC），从而使得太阳能发电可以被电网上的用户使用。
3. 电网供电：光伏电站所发电的电力会送往电网，供用户使用。若光伏电站中产生的电量多于所需，则剩余的电量可以卖给电力公司，并被分配给其他用户使用。
三、太阳能板消防灭火系统方案
（一）太阳能板起火原因：
1、太阳能板质量问题：部分太阳能板在生产过程中存在质量隐患，如材料不好、焊接不良等，导致在使用过程中容易发生故障和短路。
2、高温环境：在阳光充足、气温较高的环境下，太阳能板会产生大量热量。如果散热不畅，可能导致太阳能板内部温度过高，从而引发火灾。
3、接线盒问题：太阳能板的接线盒可能因为质量问题、安装不当或使用时间较长而出现老化、短路等现象，进而引发火灾。
4、系统设计问题：太阳能系统的设计不合理，如组件布局过于紧密，导致散热不畅;或太阳能路灯的电池板设计功率过大，超过电池板的承受能力，从而引发火灾。
5、外部因素：如太阳能板表面灰尘过多，导致热斑效应加剧;或者太阳能板附近有易燃杂物，不小心接触到太阳能板导致火灾。

实际上光伏电站40%的着火都是由于直流电弧引起的，因为整个电站的接头有成千上万个，任何一个接头松了，都有可能造成直流电弧，一有电弧就会引起火灾，这个是已经非常明确了。除了选择质量好的组件、逆变器、线缆、连接器、汇流箱……，还要对光伏系统进行安装自动灭火装置。
（二）解决方案：配置小型热气溶胶灭火装置
1.适用于狭小空间内的一种小型灭火装置。
2.无需外接电源，体积小巧，便用安装，可采用螺钉L型固定，也可直接3M胶固定，不破坏防护区柜体。
3.使用寿命长，待机时间长达5年。
4.喷口温度不大于75℃，不影响周围物体。
应用场景：小型热气溶胶灭火装置主要适用于变配电室、电子设备间、发电机房、不间断UPS室、通信机房、高低压配电柜、信号基站机柜、电缆竖井等重要机柜设备等场所。

四、箱式变压器消防灭火系统方案
（一）箱式变压器起火原因：
1. 绕组短路：箱式变压器绕组短路是导致失火的主要原因之一。绕组短路会产生大量的电流，导致温度升高，最终引发失火。
2. 绝缘老化：变压器的绝缘在使用的过程中，不可避免地会受到环境和压力的影响，导致老化。当绝缘老化严重时，就有可能会发生失火的情况。
3. 空载运行过久：当箱式变压器长时间以空载状态运行时，会产生过高的感应电压和感应电流，从而引发失火的风险。
4. 漏电：箱式变压器的漏电也是导致失火的原因之一。漏电会导致电路过载，继而增加绕组的温度，加速绝缘老化，最终可能引发失火的风险。
（二）解决方案：七氟丙烷探火管灭火装置
1.报警、灭火合一，点对点灭火，适合小空间灭火的一种灭火装置。
2.无需任何电源和火灾报警控制器。
3.设计简单，安装简便，不占用户的有限空间，无需另外设置气瓶间。
4.距离保护物很近，灭火效率高，费用低廉。
应用场景：探火管式灭火装置主要适用于小空间变配电柜、电子设备间、米波机房、不间断UPS室、继电器室、电缆交叉密集及中间接头部位、电梯控制柜、带槽盒的电线电缆槽或桥架、气体场所相对密封外壳的特殊或重要机柜设备等场所。

根据光伏电站起火原因，我们可以划分不同的保护空间区域，也可以配置响应的消防灭火系统方案。但现有是没有制定专门的光伏发电站防火设计规范，市场上的消防灭火系统方案也都是根据现有的区域进行设计的，念海消防根据做过的一些项目经验和现场勘察，根据火灾原因提出的消防灭火系统解决方案，希望也为大家提供参考和思路。