分布式光伏电站消防隐患以及防火技术措施

作者:未知

  摘  要:文章针对分布式光伏电站特点,分析其在消防上存在的隐患与不足,从光伏平面布局、建筑耐火等级、防火隔离设施等方面研究提出分布式光伏电站防火技术措施,具有一定的可行性。
  关键词:分布式光伏电站;消防;防火措施
  中图分类号:TU998.1 文献标志码:A         文章编号:2095-2945(2019)11-0159-02
  Abstract: According to the characteristics of distributed photovoltaic power station, this paper analyzes the deficiencies in fire protection, and puts forward fire prevention technical measures for distributed photovoltaic power station from aspects of photovoltaic plane layout, building fire resistance rating, fire prevention isolation facilities, etc., which has certain feasibility.
  Keywords: distributed photovoltaic power
  二十一世纪以来,伴随着人们对生存环境保护意识的加强,新兴的发电技术层出不穷。其中光伏发电以其无污染、不枯竭的特点受到了极大的关注,各国光伏制造业纷纷投入巨资开展研究,相关产业得到了飞速发展。光伏电站与传统火力发电厂、水力发电厂相比,设备种类少,建设工期短,施工难度低。截至2017年国内光伏发电上网容量已经突破900万千瓦。与传统地面式大型光伏电站相比,分布式光伏电站有其自身的特点,其带来的消防问题也日益突出。现阶段尚无针对分布式光伏电站的消防规范。故而对分布式光伏电站消防方面問题的讨论具有较高的实际意义。
  1 分布式光伏电站特点
  分布式光伏电站与传统大型地面式电站相比,有其自身的特点:
  (1)分布式电站多安装于厂房、建筑、民用住宅屋顶等位置,不同安装位置具有不同特点,如表1所示。(2)分布式电站容量较小,一般不会超过1MW;(3)分布式电站的光伏设备大多分散在不同屋顶,不会集中布置于一处;(4)接入电力系统的方式一般采用就近接入,不设额外监控设备。
  2 分布式光伏电站消防隐患
  目前国内分布式光伏电站存在不少消防隐患问题。主要包括以下几点:
  (1)国内现行消防标准规范中未对分布式光伏电站的设计提出具体的规范要求,这使得分布式光伏在设计方面往往遵循地面式大型光伏电站的形式。考虑到分布式光伏自身的特点,针对于地面光伏电站的消防设计并不一定适用于分布式光伏。
  (2)分布式光伏多建设在办公楼、住宅楼、仓库、工厂等建筑物屋顶之上,在白天光伏电池发电能力最强之时(最易发生火灾的时间)这些建筑物内人员最为密集,一旦发生火灾将难以挽回。
  (3)光伏电站火灾多是由于设备过热、电气短路引起,属于带电火灾,只要有光存在即使切断建筑电源仍不能消除组件末端电压,这对消防员火灾扑救带来了巨大的安全问题。
  (4)分布式光伏电站多属于小型企业财产,选用的光伏电池板、汇流箱、逆变器价格一般较低,质量难以保证,设备达不到规定使用年限;同时某些企业对消防安全不够重视,没有严格履行和遵守国家消防法规和电力行业消防安全制度,消防安全风险大量存在。
  (5)在火灾发生时,房屋的屋顶通道能够有效释放过热气体,降低发生爆炸的可能性,又可帮助被困人员逃生,在火灾救援方面起到重要作用。而分布式光伏电站的太阳能电池板占据了屋顶大部分空间,屋顶通道面积减小甚至被完全占据,再加上电池板本身属于可燃物,造成火灾更为严重。
  3 分布式光伏电站防火技术措施
  (1)总平面布局
  分布式光伏电站大多建设在已有建筑物屋顶,这些建筑物在最初设计时并未考虑光伏电站对建筑物消防带来的影响。同时对于常规建筑物,屋顶上基本不存在会引起火灾的因素,一般也不会另外设置消防设备。一旦光伏电站发生火灾,火灾可能通过屋顶的通风口、中央空调外机、防雷设施等构筑物对建筑物内部的人、设备造成损害。因此对于分布式光伏电站,在最初的设计阶段必须根据情况进行实际分析,将屋顶区域进行合理划分,必要时设置防火墙(或防火分隔)阻止火势蔓延,保证发生火灾时对建筑物原有设施造成的影响最小。
  (2)建筑耐火等级
  建筑耐火等级的划分是建筑防火技术措施中最基本的措施之一,我国的建筑设计规范把建筑物的耐火等级分为一、二、三、四级,一级最高,耐火能力最强;四级最低耐火能力最弱,建筑物的耐火等级取决于组成该建筑物的建筑构件的燃烧性能和耐火极限[1]。在做分布式光伏电站设计时,需明确建筑物的建筑耐火等级,分析发生火灾时可能造成的最严重后果。若造成的损失过大时,应当考虑放弃建设光伏电站。
  (3)防火分隔设施
  对于占地面积较大的分布式光伏电站,建议分块建设,块与块之间拉开适当的消防距离,在经济合理与满足建筑设计的基础上,可增加防火隔离设备,保证当一部分起火时,其余部分不会受到影响。
  (4)组件材料燃烧性能
  目前国内现行规范和标准中未对光伏组件的阻燃性提出具体的要求。相关文献表明,当火灾从太阳能电池板的背面发生时,特别是电弧故障引起的火灾往往是从膜材即背板材料开始燃烧,由于背板材料的氧指数较低,热值很高,在发生火灾后火势增长迅速,燃烧剧烈[2]。一旦发生这类火灾,极易形成大规模的燃烧场景。在设备选型时应充分考虑这一点,优先采用具有国家认定资质的检测认证机构认证的产品。
  (5)电气火灾监控
  分布式光伏电站容量较小,一般均按照无人值班设计,考虑到除定期巡检与清洁外,建筑屋顶一般无人上去,为保证当电站发生火灾时能够被及时发现,需合理设置火灾监控系统,在火灾最初发生时能够被及时发现,尽可能降低损失。火灾监控系统电源采用UPS装置供电,保证可靠性。
  (6)电线电缆选型和敷设
  由于分布式光伏电站电缆数量多,当无法针对电缆设置固定的灭火装置时,应在电缆沟道内采用防火分隔和阻燃电缆作为应对电缆火灾的主要措施,集中敷设于槽盒中的电缆宜选用C类及以上的阻燃电缆。
  (7)消防设施设置
  依据国家有关消防条例、规范进行设计,本着“预防为主、防消结合”的消防工作方针,消防系统的设置以加强自身防范力量为主,立足于自救,同时与消防部门联防,做到“防患于未然”,积极预防火灾的发生及蔓延。光伏电站火灾属于带电火灾,而且光伏建筑切断电源后并没有消除组件的末端电压,对消防员火灾扑救带来了巨大的安全隐患[3]。研究发现,利用深色厚重的阻燃型密织物覆盖到电池板上,可减少光伏板电压几近到零。因此在常规消防设施之外,可考虑额外设置一定数量的密织物,来保证火灾扑救的有效性。
  4 结束语
  与集中式光伏电站不同,分布式光伏多建设在人员居住、工作处。发生火灾会带来人身安全问题。本文分析了分布式光伏电站存在的消防隐患,并针对性的提出了一些防火措施,具有一定的可行性。但是目前国内对于分布式光伏的消防问题重视不足,相关的规范也有待完善。相关人员需加强管控措施,推动产业健康发展。
  参考文献:
  [1]中华人民共和国住房和城乡建设部.建筑设计防火规范
  GB50016-2014[S].北京:中国计划出版社,2014.
  [2]刘松林,赵成刚,张巍.背板材料对太阳能电池板燃烧性能的影响研究[C]//2016中国消防协会科学技术年会论文集.北京:中国消防协会,2016:234-240.
  [3]闫虹.光伏系统对消防的影响[J].消防技术与产品信息,2014(1):73-75.
  ; firefighting; fire precaution measure
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