过去几年，屋顶光伏的火灾风险接连发生。苹果工厂、美国新泽西州某数据中心、南京晓庄学院、比利时哈勒市唐・博斯科学校……这些重点“保护单位”都曾发生屋顶光伏组件着火，险些造成数十人丧生，引发舆论高度关注。
2023年3月28日，位于法国艾因地区的数据中心由光伏组件着火引发的火灾，致使互联网连接中断，本地FTTH用户数据中断，附近居民被疏散，后果严重。
图片来源：数据中心世界
法国数据中心大火现场
今年以来，光伏组件更是“火灾不断：上海高架桥光伏组件失火事件、蜂巢能源火灾，一系列的“光伏火灾”给我们敲响了警钟。
光伏行业长期卷规模、卷价格，过度竞争导致产品质量持续下滑，甚至在至关重要的安全性问题上，也屡屡踩到“红线”，牺牲和透支了电站业主的资产与人身安全。
选择更加安全可靠、能防火灾风险的光伏组件，变得尤为迫切。
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无法不面对的现实
光伏组件为何着火
因组件遮挡形成高温的热斑效应是诱发组件起火的最重要原因，约占35-40%。此外，线缆虚接导致的直流拉弧现象；电气线路问题；安装不当、组件质量差等原因紧随其后。
来源：正泰新能Astronergy（TOPCon组件）
从上图中可以看到，在空气温度达到36度时，组件热斑形成的最高温度超过了190度，最低也达到了125度，温度整体超过160度。
这样的温度意味着什么呢？
PET材质背板长期耐温为120度，EVA胶膜熔点通常在70-90度，也就是说160度以上的高温足以“击溃或损伤”各种辅材，甚至导致组件局部区域烧毁或形成暗斑、焊点融化、封装材料老化、玻璃自爆、焊带腐蚀等永久性不可逆破坏。热斑引起的二极管频繁启动也加速接线盒老化，这些不但增加了系统运维成本也给组件的安全使用和25年长期可靠性造成极大隐患。
150-180摄氏度的高温，已足以点燃周边可燃物。在户外长期经历严酷环境拷打，组件本身老化、质量问题等，加上过高的温度，极容易造成火灾。所以，热斑是造成光伏组件火灾最主要的直接和间接原因，不得不引起重视，尤其是在对安全性要求极高的公共服务场所。
02
热斑是谁？
困扰行业30年的难题
被他解决了
热斑现象的物理原理自光伏技术商业化初期（20 世纪 80 年代）就已被发现，是困扰了光伏行业三十年的老大难问题！
热斑是什么原因造成的呢？如果光伏电池片被鸟粪、树叶、积灰遮挡时，遮挡区域变成了“电阻”，电阻就可以让电能转换成巨大的热量致使这部分组件区域温度飙升。在夏季高温时段，十余分钟内温度可达150-180度。
热斑效应导致大量电流转换为热量，不仅严重影响发电性能，更重要的是，可能会引发安全风险。
有没有办法解决呢？原理其实很简单，在两片电池片中间搭载一个旁路二极管，可将电流绕过遮挡区域，从而避免过多电流转化为热量。
但问题在于，单纯通过增加二极管数量来提升安全性，会极大提升光伏组件成本。没有经济性的安全方案，同样也没法成功实现商业化。
爱旭ABC组件通过巧妙设计，实现了组件内部形成类旁路二极管结构。在电池受到较大面积阴影遮挡时启动，其作为传输通道传输电池串的光生电流，从而降低热量产生。
根据TÜV北德测试，ABC组件在单片最坏遮挡1h热斑测试后的ABC组件最高温度不超过100℃，比TOPCon组件低约近30℃。爱旭ABC组件也因此获得TÜV莱茵颁发的全球第一张抗阴影遮挡A级证书。
整体来看，ABC组件因类旁路二极管结构，大大缓解了热斑效应，相比没有此结构的TOPCon组件热斑状态下温度降低30-50度。
03
止于至善
安全更可以高效
相信通过前两段的表述，大家都明白热斑效应其实是电能转换为热量并堆积在组件表面，根据能量守恒定律，更多的热能损耗自然导致发电性能的下降。此外，高热量本身也会导致组件发电性能的下降。
图片来源：光伏盒子
图例显示，在日照充足的夏季，光伏系统效率反而出现了月度最低值，便是因为高温影响了光伏电站发电能力。ABC的温度系数仅为-0.26%/℃，而TOPCon温度系数为-0.29%/℃左右，意味着在高温环境下，ABC组件由温升造成的效率衰减更低，更能维持高效发电。
此外，ABC组件因类旁路二极管结构，被阴影遮挡的时候，发电损失的是该遮挡的单片电池，而TOPCon组件的功率损失是以电池串为单位，损失更大一些。因此，ABC组件在阴影遮挡的时候，发电效率会更高。
04
公共服务场所，安全无小事
这些地方更宜选择防热斑产品
光伏电站实际运行中，可能对组件形成遮挡并造成热斑效应的因素多种多样，建设选址时可能存在烟囱、女儿墙、组件之间的遮挡，运行过程中则可能有鸟粪、树叶、积灰等情况出现。
建筑阴影可以在项目前期尽可能规避，但日常运行中的环境影响却难以避免。正如露天停放的汽车上时常会出现鸟粪，屋顶上出现鸟粪再正常不过，包括树叶、积灰等，工商业电站管理者往往难以保证及时清理。这些遮挡可谓无处不在，在长期运行中积少成多便会构成安全隐患。
尤其是医院、学校等公共建筑，通常环境优美，树木茂盛，鸟禽纷飞，更容易形成组件的阴影遮挡问题，导致热斑效应。
05
用技术铸就安全底线
点亮万千屋顶光伏安全梦
光伏笔记一直认为，差异化产品是光伏产业最终的出路。光伏笔记更认为，安全可靠是光伏产品更重要的价值选择。
当前行业竞争愈加激烈，过分强调降本增效导致组件质量令人堪忧，组件安全更得不到保障。分布式光伏过分注重跑马圈地带来安装质量下降，长期隐患加剧。作为一个要使用二十年甚至更久的产品，如何避免风险也是首要考虑的问题。如果市面上有一款组件产品能有效降低热斑效应，杜绝火灾隐患；考虑到发电增益，长期运行的收益完全可以覆盖额外的初始投资并获得额外收益，那它一定是公共建筑屋顶光伏电站的价值之选。
当前各地方正加速制定医院、校园等公共服务场所屋顶光伏的庞大计划，如爱旭ABC这样的高安全性组件，在光伏行业呼吁高质量发展的当下，将以创新科技为建筑屋顶的“光伏梦”保驾护航。
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