光电建筑安全白皮书.docx

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1、GQpinjeTUVRheinIandI3aQm：M值按股0D份声公国借电PrCi8e*vRo*1OvtaaraC4ttD对光电建筑安全特性指标进行监证及评审，木白皮书B在分析光电建筑可能遇到的安全风除以及现有的安全解决方案，供行业6考.2.2.4现行评价标准不完善从现有的标准来看,针对光伏系统电气安全的标准相对健全，安全规范也相对成熟.光伏电站系统设计主要按照IEC62548彳光伏方阵设计要求3及相关标准.主要对光伏系统的电击保护、过电流保护以及电气装置的安装和选择警方面进行了设计方面的要求.对于直流拉强保护.欧盟和美国也出台了相应的标准加E1699B及IEC63027。针对消防安全，早在2

2、0M年,美国EEC发布NEC2014690.12标准,对光伏系统的快速关断做出整求,并在201?年和2020年进行了两次修订，此标准在2019年1月在美国开始强制执行.这些标准规定了需要满足建筑光伏也气安全的用低要求，但是对于如何建造更高安全标准的光电建筑还行一定的改善空间。此外,从光电建筑整体来价，目前光伏系统和建筑相结合的标泡还需要完善，件对光电建筑,国内已在标准根据适用范围大致可分为光电建筑材料和设备标准构件标准以及1：程标准等三类,整体来存.现阶段标准的制定主要山建筑领域主导，世筑与光伏行业的沟岫和合作机制虽然越来越紧密，但行业间的触合还存在很大的提升空间。传统的光伏产品立足于降低成本

3、、提高转换效率，从而缺少对建筑行业的解和建材制造的能力,对建筑要求的防水、防火、耐热、采光、结构安全等性能缺乏系统性的考虑同时,传统强我存在方案设计、施工等多个阶段，不同的建材有明确的时间介入点，而现存的建设项目中光伏介入建筑的时间较为滞后，杼效其为了满足建筑在颜色、材质和形状等方面的要求，需要频繁修改光伏批件的设计,加大推工难度，拖悔施工进度；后期运维易出现权费不清的现装，近年来我国加快广计对光电建筑的国家标准体系的建设,例如在2019年发布的光伏与建筑一体化发电系统险收规范3和史滇光伏幕墙采光顶检测方法、包括建熨节能与可再生能源利用通用规慈第5.2.9中规定“太阳能光伏发电系统中的光伏批件

4、设计使用先命应高于25年，强调了批件本身的使用在命，但是没有将加件融入屋面曲护系统中以建材的属性作为衡法标准,就H瓶的光电速统行业标准来看，主要问越集中在光伏技术和建筑顺域的融介不终深入，03.一光电建筑安全解决方案光电建筑发展前景十分广留.电气火灾和结构安全是建设光电建筑的首要考虑囚武之一.采用智能化的措施,将自流技弧检测技术和姐件级快速关断技术相结合用防电气火灾，选取兵仃结构安全建筑光伏一体化产拙.提高光电建筑的安全防控水平势在必行。血流拉H、消防安全大风/雨，冰3. 1直流拉弧检测解决方案3.1.1技术描述当直流侧组半任意位置发生损坏（如件边框.线缆,端子等）并发生拉弧,根据悠耳定律,短

5、路点的热效应与电流的平方成正比.电流越大.引起火灾的凤险也分擀加.因此,能修仃效减少火灾风险的方法之是切断直流电流，方法是通过断开逆变器交流电,停止直流到交流的电流转换从而停止直流物的电流注入，因此，如何识别拉勃电流并及时切断直流他的电流注入成为直流拉低检测保护幼能的关键.电弧本质上及由于导体间电场过强.气体发生了电击穿形成了杼续的等离子体并产生非常明亮的紫外线和强烈的耕显.由于光伏系统中产生拉孤的机制以及位置各不相同，般通过测破出流（W的电流并利用效谱分析的方法对拉弧电流进行识别.拉强发生期间.由于空气发生J.电离.等落子体处于杂乱无理的状态.流过电强的电波会彳J很知的波动性.在颇谱图上,这

6、种高波动性的电流体现出非常宽的噪声姬帝,也所是顺瑞分析中所消的白噪声”,而正常状态没有干扰的直流电流则体现出比较稳定的状态。如下图所示，当没杓拄瓠现象时，直流电流顺谱图只斤逆变器的开关顺率,而当拽弧开始发生，出现/一定的“唯力领率”,并在林续抢孤过程中产生更加杂乱的噪声顺率。”1逆变器的直流将弧保护功使打开之后，逆变腓分对每个如：1；的输入电流进行实时松测,当检观到电弧的野征电流现象之后（如上图），逆变器会立即切断交流他并报错，切断交流电同时会阻断直流他的电流回路并消除电孤.I1.前被i三明最简单”成熟的方案是利用组件极快速关断技术来保障光伏电站的消防安全。组件级快速关断技术可在危急情况卜，远

7、程或者手动快速切断知块折件之间的连接，因比消除建筑屋顶殂串中存在的高压，降低触电的风给。组件级智腑关断器，由发射法(W成或独立于逆变器)和接收器(装加件(M)也成，发射器将P1.C信号耦合到耳流母戏,发送P1.C信号：接收器根据接收到的P1.C信号,控制批件直流输出。当遇刎紧急情况时停止向发射器供电，发用器则停止维持开通信号的发送，接收器段时间接收不到堆持开通信号，就启动快速关断，汲快速大断以3.2.2技术特点囿谑成始终索承为行业提供高性价比的光伏设备和解决方案的理念,并林续在光伏安全方面不懈努力和保持创.推出快速关断解决方案,技术特点如下r(三)极致安全符合NEC2020、SUnSPeCRS

8、I)要求.当交流网关断,自动断开直流利电源,在极祖时间内将S1.中电压陆至安全电压内，远远优于标准要求.卷场景适应性一固蚀或快速关断解淡方案完美适配I1.oOV及150OM直流系统也压：拖和拖设备可选，提高应用的羟济性和灵活性；WitJtuEVA9电的t!AItEVTPTWK机价金埼取Kf1.1.ftW4光伏处件结构示盎:国（的滋M洛）安装友好体枳小，虫好轻.便于安装维护.产品功轨小,发热嫉低,不会给系统造成额外安全总.患.且高度集成.内部器件少.可靠性高.卷）一体化解决方案适配同值威川串式逆变器且完美P1.iEBAPY和固德城B1.PV应用场景。3.3结构增强解决方案根据GB50797-20

9、12光伏发电站设计规范1中的规定.光伏组件的使用寿命一般为25年以上.光伏组件边框和光伏支架的设计使用年限宜为25年.为了保证光伏组件能在K风积雪和覆冰等各种极端环境下正常Otff1.光伏组件需承受5400Pa荷我.各部件的被大应力均小于对应材料的屈服极限,从而保证光伏组件的使用寿命和可靠性.光伏组件如图所示的结构,具有使用卷命长,机械抗乐外力强等特点. 3.31双玻结构-KW一i2三*双玻结构不仅重破致性好，还可有效提高机械强度.减少搬运过程中产生的裂纹.其次双玻结构酎腐蚀性、阻隔性能优井，可以避免水汽、空气等透过玻璃对电池片产生腐蚀，从而降低产品的衰减率.从建彷的外附护要求来行，合理的玻璃

10、尺寸与厚度也会涵足光伏与建筑同寿命的强度要求.同时双玻结构的防火等级由普通品硅组件的C级提升至Aat,可行效提高防火安全性.固他成的光电建材产品可满足GB8624-2012中平板状墙面保温建筑材料及IM品燃诜性能等汲A级的技术去求. 3.3.2加强层在一些承我力不足的屋面场景中，经常会出现常规祖件无法满足屋面的结构承戌选用柔性组件，而常见的柔性组件也容易受到雨齿、冰位等自然环境的影响.轻质光电建材相比于柔性祖件在产品中封装了层超薄强化玻璃、在施顾产品轻旗特性的问时也为电池片提供了,层刚性的可被保护,这种创新的络构也赋予了产品更好的抗冰位冲击的能力. 3.3.3版型优化常设组件为了降低电瓦成本而

11、将版型也做越大.这种乂傅又大的结构在风乐、宅我以及施I：运维等作用下务产生无法贞厚的形变.作为光电建筑共建材的相性,要求产从必须达到高于标准的机械较荷能力.为了在发电的同时尽可能谶少凤东；我对面板的影响.固的城不断优化产M版型设计.为边框增设了许多腔体结构来提高产M的我荷能力，使边根覆收能够满足运维需求,减少运维通道的设置从而提高装机容!*.强化的结构安全CrC国检集M燃烧性能A(A2)级6号82022A03K001XK83. 4防水解决方案 3.4.1单瓦分散式排水民用建筑和公共建筑多以瓦片的坡屋面形式为主，常规光伏支架的安装会破坏原有屋面的防水层，穿孔部位处理不当还会造成港i的常规尢伏安装

12、I图源网络）C常规防水方案在屋面增加横向和纵向的导水槽以及屋樵接雨反斗，通过屋顶排水沟将水排III.但是此方案在雨水疑过大或水槽堵疵时容易造成反水，且整个排水系统安装步级繁琐，易发生由于装置不良而9依的安全事故，C单瓦分散防水方案光伏瓦通过上下两片的搭接收令,拥有双道密封防水括谑,形成炎似传统瓦片风雨机的防水构造，防止逆向雨水的滑漏.同时冏饱成的屋面系统从设计阶段就可以导入,并且光伏瓦的无算孔安装配合专用的防水卷M,可以实现整体防水，使得屋面系统的防水性能进一步畿升。光伏坡显而3 3.4.2卷材融合式防水工业厂房建软以金属屋面为主，但是金属屋面的接缝由于施工工艺和自然灾害，传统光伏组件自身难以

13、实现高性健防水，防水系统枭用高分子防水役材外界的形式并与预制的光伏支座铝合。但是市面上的光伏支座多为穿透式构造，在大型工商业光伏屋顶项H中，固定的同时公留下成门上千个穿透屋面的孔洞而造成漏水KI患，为解决行业施点周MJ咸推出将太阳能光伏组件与柔性高分子防水卷材灾介而成的粒质产乩，并旦无需专门的支座，无需穿透屋面防水层和保湿层，女全美观，通过热风焊接与Tpo防水餐材洸度触合,不破坏原有屋面结构形式，施工方便，爆面可达一级防水，Tm防水卷材可保证屋面25年不漏水,3. 5抗风揭解决方案光伏组件具行较高的自身承我能力.需满足IEC61215标准中正向540OPa、背面240OPa的承载婴求.但光伏板边枇较;8,通常只行1.51.8mm,当边柢与支架横梁采用螺栓连接时.在台风等极大风速的作用下,极容外被拗裂，造成“飞板”现望.当边板采用田块连接时，接触面积较大不明被撕裂