【技术干货】论光伏面板带来的住宅防火挑战

来源:光伏盒子发布时间:2015-08-24 08:52:33

安装在屋顶的光伏面板固然可以一定程度地缓解能源压力,然可燃物累积和电气发热确实带来了新的消防挑战,又因面板自身相对较低的防火性能更影响整个屋面系统的耐火等级。结合研究试验,本文从可燃物累积、自身散热、电气发热和整体耐火性能等层面论述发展太阳光电面板产业新标准的必要性。

在城市化高速发展的时代,能源相对短缺现象已是全球必须面临的压力。光伏因具有总储量大的优势,且来源广泛及环保无污染等特点成为最佳能源解决方案,因此可收吸光伏进行转换发电的面板顺应而生,并有越来越多的商用及居家建筑屋顶取材应用。只是光伏面板的导入确实能带来可观的能源收益,但遗憾的是,因使用面板而导致火灾事件层出不穷。针对此,UL 研究团队通过大量的实验分析,归纳可燃物累计、电气发热和光伏面板自身较低的耐火能力为火灾意外的主要肇因,并致力发展新的标准条文。

可燃物累积 — 由于日积月累的自然风吹雨淋,枯草落叶等可燃物在普通的坡面屋顶上难以堆积,然而光伏面板一旦安装后,即与屋顶形成夹层,为上述可燃物提供挡风遮雨的“最佳处所”,再因人为不便清理因素,于是屋顶便无形有了火灾隐患。为观察枯草落叶在光伏面板屋顶可能带来的灾害,UL 研究团队利用《UL 790 屋面燃烧测试标准》的实验设备,将小火星吹到屋顶以代替落叶等可燃物进行一组对比实验,结果显而易见:一般屋顶因为特性的关系,确实难以累积落叶等材料而引发火灾,但已安装光伏面板的屋顶,落叶等可燃物会在夹层中堆积而不断蓄积热量并最终导致这项实验的失败。

通过实验也不难发现:即便安装了开孔仅为 1/16 英吋的滤网阻隔,小火星依然能够进入夹层中并导致实验失败。但此一对比实验的结果却也证明,虽然安装滤网并不能完全能阻挡小火星造成的火灾意外,但仍能够在自然条件下,某种程度的减少枯草或者落叶等可燃物进入夹层的可能性,以降低意外的风险。

自身散热 — 半导体材料在光照条件下会产生光生伏特效应(Photovoltaic Effect),意指光伏在直接转换为电能的过程中,自身也会产生热量。在无加装光伏面板的一般屋面上,热辐射量大致在 15KW/M2 左右,但加上面板后,中间夹层部分的热辐射量可高达41 kW/M2(如< 表一>);而若再加装额外的滤网,显然会对整个系统的散热产生影响。

依据 UL 1703 标准,将相同的两块光伏面板安装在模拟屋顶的木板上,其中一块四周都安装上开孔为 1/8 的滤网,另外一块则无任何处理,此时将两块面板都接通电路并使之处于正常使用状态两日后,通过对比实验和记录可显著发现:安装滤网的光伏面板的底板和二极管之温升皆比没有安装面板高出 3-5℃(如< 表二>)。由此可见滤网的安装对散热势必有不利影响,特别是在夏天环境温度较高的情况下,前述的 3-5℃ 温差也许就成了对象会否达到可燃物燃点的关键。

 



 

耐火等级评估 — 此部份将由光伏面板本身制作的材料属性所决定,其耐火等级通常只能达到 UL 790 标准中规定的最基本 C等级,而达不到屋面系统一般所要求的最高 A 等级,故当二者安装在一起的时候,就只能通过改变安装方式或加上额外的防护等措施提高共同的耐火等级。事实上,UL 在通过大量的对比实验后,也发现只有当光伏面板和屋面间的垂直距离为 0(意指无夹层)或者是安装完全无开孔的挡板,才能通过测试。

综合上述的实验结果,光伏面板的安装确实会为屋面防火带来更加严竣的新挑战,尤其是当面板被点燃后,即等同于赋予火场增添额外燃料的因子,而使得火灾情况更形恶劣。当进入新能源时代,身为研发者与使用者的人类,在全盘兼顾能源利用和消防安全的情况下,绝对须将光伏面板和屋面二者组合为一整体考虑。UL 顺应新能源产品应用所运筹的新标准规范,除聚焦在光伏面板产品本身质量的更加严格控管外,也希望能够对于其落实安装层面有所著墨,如通过对面板到屋面垂直距离的调节和滤网、以及挡火板的合理使用,让火灾风险尽可能降至最低。

 


索比光伏网 https://news.solarbe.com/201508/24/79337.html

责任编辑:liufang
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
直面TOPCon技术挑战:来自一线的深度洞察来源:PV光圈见闻 发布时间:2025-12-10 09:25:02

由于TOPCon等技术确实存在质量与耐用性问题的风险,组件买家应尽可能向制造商施压,要求其确保质量,KiwaPIBerlin的StevenXuereb表示。Xuereb指出了随着TOPCon技术凸显的最紧迫问题之一——紫外线诱导衰减。Xuereb指出,从有限的现场数据中得出定论,并将可能发生的TOPCon特有性能问题与其他类型的衰减区分开来,这两项工作都存在挑战。在此期间,KiwaPIBerlin及其他检测机构正在调整测试方案,以应对TOPCon技术的特有挑战。

科学家研发自修复封装材料,阻铅超99%!为钙钛矿光伏技术的可靠性提供了关键解决方案来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-12-05 14:36:42

钙钛矿太阳能电池凭借其高光电转换效率与低制造成本,正成为下一代光伏技术商业化进程中的领跑者。因此,亟需开发一种能够快速响应损伤、具备高效自修复能力与主动铅捕获功能的新型封装材料,这已成为推动钙钛矿光伏技术实现安全、可持续商业化所必须突破的关键瓶颈。

前沿光伏技术之中间带太阳电池:让低能光子“无处可逃”的超能武器来源:网络 发布时间:2025-11-24 11:09:28

以晶体硅为代表的第一代太阳电池,其效率已接近理论极限,提效空间有限;第二代太阳电池(CdTe、CIGS、非晶/微晶硅等)虽然生产成本较低,但效率偏低,且其中部分材料存在资源稀缺或环境毒性等问题,难以支撑大规模可持续应用。在此背景下,第三代太阳电池应运而生,包括有机光伏、钙钛矿电池、多结叠层、中间带、热载流子、光子/激子倍增以及热光伏等。这些新技术的共同目标是在不增加复杂封装与阳光跟踪系统的前提下,不断推动单片电池转换效率的提升。

前沿光伏技术之循环器:第三代太阳电池效率革命的 “隐形推手”来源:投稿 发布时间:2025-10-29 10:45:26

基于拓宽光谱响应的第三代太阳电池的诞生,正是为了突破这一困境。然而太阳电池属于交互系统,这意味着太阳电池吸收阳光的同时,必然会向太阳方向发射热辐射,造成不可避免的能量损失。在第三代太阳电池的应用场景中,引入循环器技术,将其特性得到了充分发挥。

武汉大学闵杰教授团队Joule综述:从非富勒烯受体分子设计到产业应用的有机光伏技术发展蓝图来源:知光谷 发布时间:2025-10-29 08:59:58

这种综合评估理念正在逐步获得学术界与产业界的广泛认同,为推动技术的实用化发展提供了重要指导。研究表明,非富勒烯受体材料的降解主要源于光氧化和分子异构化等机制。然而,近期的研究表明形貌演变更多地受动力学机制支配。

高反射率场景下的HJT优势解码:从沙戈荒到叠层未来,华晟HJT的发电效能进阶与光伏技术迭代逻辑来源:华晟新能源 发布时间:2025-10-14 09:33:18

同时,华晟凭借卓越的技术创新与产业引领能力,荣获“光伏领袖企业”“光伏技术突破企业”两项殊荣。“异质结与钙钛矿是天生的叠层最佳组合。未来五年,华晟将坚定推动HJT叠钙钛矿的产业化进程,率先实现GW级量产。”从沙戈荒的高反射地貌到全球能源变革的主舞台,华晟新能源正以强大的研发实力和系统化解决方案,持续推动高效异质结技术的产业化落地。

前沿光伏技术之多结叠层太阳电池:让阳光发挥更大能量的黑科技来源:财报资讯网 发布时间:2025-09-12 16:58:11

传统单结太阳电池可以利用的光谱部分由其半导体材料的带隙决定。能量低于带隙的光子不会被吸收,因此总是会损失。能量高于带隙的光子通常被很好地吸收,但带隙之外的多余能量会因热化过程而损失。MJSCs 的核心思想是 " 分工协作 "。通过在基板上堆叠多个不同带隙的半导体层,在各个半导体层之间制备隧穿二极管,用作不同子电池之间的低欧姆和高度透明的互连

西安建筑科技大学,中科院大连化学物理研究所:迈向定制化建筑能源:颜色可调钙钛矿光伏窗的技术路径与挑战来源:钙钛矿材料和器件 发布时间:2025-08-26 13:56:14

第一作者简介严楠:2024年6月博士毕业于陕西师范大学材料科学与工程学院,目前为西安建筑科技大学材料科学与工程学院副教授,中科院大连化学物理研究所博士后,主要从事钙钛矿光电材料与器件的研究。

前沿光伏技术之热光伏电池:让废热"发光"的未来能源黑科技来源:网络 发布时间:2025-08-18 22:01:17

随着全球能源需求的增长和环境问题的加剧,能源利用率问题已全面进入大众视野,占据越来越重要的地位。据统计[1],工业过程中约20%-50%的能源以废热形式流失,而这些废热中仅有18%-30%被有效回收,造成了巨大的能源浪费。这一问题在“双碳”目标背景下尤为突出,亟需高效的热能回收技术支持。热光伏(Thermophotovoltaic, TPV)电池应运而生,这个融合了量子力学与能源科学的“跨界明星”,正在改写能量回收的游戏规则,它不像传统太阳电池那样"看天吃饭",而是将热源转化为一定波长的光子,实现热能向电力的有效转化,热光伏电池目前已经实现了41.1%的转换效率,理论上可达56%的极限效率,助力碳中和目标的实现

需求大变!中能建、国能、华能、三峡、国电投、中电建、华电、华润,八大电力央企上半年支架招标背后来源:索比光伏网 发布时间:2025-07-15 17:02:23

自136号文落地以来,新能源全面进入电力市场化交易,给光伏行业发展带来了深刻的影响。电力央企对光伏电站的投资测算调整作为当下新能源投资的主力军,国能、三峡、华能、大唐、国家电投等头部电力央企,针对新能源

中来的底线:质量,没有妥协项来源:索比光伏网 发布时间:2025-07-14 17:34:59

“低价换市场”,正将光伏行业拖入深渊。冰冷的第三方检测数据揭示残酷现实:某央企电站中,低价组件的实际衰减率远超技术协议标准,组件质量隐患丛生。价格战阴影下,性能失守正在透支行业的未来信用。7月3日,工信