当火灾击中部署在斜屋顶上的光伏系统时会发生什么

斯洛文尼亚-挪威的一个研究小组调查了火势如何在部署在平屋顶的光伏系统中传播，发现面板和屋顶之间的间隙距离以及点火源的大小是关键因素。

“我们的工作建立在十多年前美国保险商实验室 （UL） 实验的先前知识之上，”该研究的主要作者 Reidar Stølen 告诉pv 杂志。“与他们工作的主要区别在于，我们将点火源放置在光伏组件下方，以代表由光伏装置中的电气故障引起的火灾。UL 实验研究了蔓延到斜屋顶上 PV 的较大外部火灾。

该研究小组证明，要使火势在 PV 装置下方的空腔中启动并蔓延，需要一定的能量。“这意味着，如果电力故障释放的能量并在附近材料被点燃后，火势将不会蔓延，”Stølen 继续说道。“所需的能量取决于几何形状，例如型腔距离，但也取决于型腔中的材料。”

研究人员改变了间隙距离，但在不同尺度的所有测试中使用相同的斜率和材料。在实验环境中，他们使用了钢制光伏组件，空腔中没有放置电缆或其他材料，并在木刨花板基材上以 30 度的倾斜度使用沥青屋顶膜。“其他建筑肯定需要不同的最小起火能量来引发蔓延的火灾，”Stølen 指出。

在可用的燃料负荷下，屋顶每个部分的火灾持续时间被限制在大约 20 分钟。据研究小组称，带有 22 毫米刨花板的屋顶结构具有足够的耐火性，可以防止火势蔓延到阁楼。“这表明，不需要非常坚固的结构就可以将火势控制在建筑物之外，”Stølen 说。“然而，随着建筑中的燃料增加，火灾的持续时间和耐火性需要更长的时间。”

科学家们还观察到了另一种火势蔓延的机制，即熔化和燃烧的沥青。“与之前对平屋顶的研究相比，我们在空腔距离上看到了相同类型的影响，”Stølen 补充道。“主要区别在于，对于倾斜的屋顶，我们经历了更快的火焰蔓延，因为羽流是由屋顶斜坡上的浮力驱动的。在平屋顶实验中，火势向四面八方蔓延，受风的影响更大。

他们的研究结果发表在《物理学杂志》（Journal of Physics）上发表的题为“使用建筑应用光伏在斜屋顶上蔓延的火势的实验研究”（Experimental study on waterd roof with building applied photovoltaics）中。该研究小组包括来自挪威 RISE Fire Research AS 和斯洛文尼亚国家建筑与土木工程研究所 （ZAG） 的学者。

后者最近进行了一系列测试，以评估垂直屋顶光伏系统的消防安全参数，发现与传统屋顶阵列相比，这些装置提供了更好的参数。前者进行了一系列实验，表明太阳能组件和屋顶表面之间的距离可能是光伏系统火灾的关键因素。

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