相比集中式、集散式方案,當(dāng)前部分廠家的組串式電站方案未使用熔絲。組串式方案最多2串組件并聯(lián),即使有一串發(fā)生短路故障,反灌電流最大不會超過10 A,所以較安全,無需熔絲進行保護。
圖4 組串式光伏組件故障時的電流流向
2 熔絲在光伏應(yīng)用中存在的問題
筆者走訪了大量電站,發(fā)現(xiàn)熔絲在每個電站都存在一些問題,本文主要從熔絲的安全風(fēng)險和熔絲失效造成的損失等方面進行分析。
2.1 熔絲增加了直流節(jié)點,埋下安全隱患
集中式1 MW需使用熔絲400個,每個熔絲與熔絲盒夾片之間有2個接觸點,每個熔絲盒與接線有2個接觸點。所以每個熔絲將有4個接觸點,集中式因使用了熔絲就有1600個直流節(jié)點。熔絲盒對線纜可靠安裝要求高,現(xiàn)場實際不容易做到,經(jīng)常出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象,引起燒毀或直流拉弧,是匯流箱著火的主要原因。
圖5 直流匯流箱著火
圖6 熔絲接線不良引發(fā)的燒毀著火案例
圖7 熔絲與底座接觸不良
圖8 熔絲安裝質(zhì)量堪憂,一段時間后肯定會發(fā)熱燒毀
2.2 熔絲在低倍過載時,熔斷慢,發(fā)熱高,存在著火風(fēng)險
熔絲的保護原理是利用金屬的熱熔特性,這一特性決定了熔絲的熔斷時間與過電流的大小呈反時限的關(guān)系,電流越大,其熔斷時間越短,電流越小,其熔斷時間越長。電池板的電流受天氣影響,大小不可控制,當(dāng)熔絲處在小電流過載時,其熔斷時間將變得很長,在這種“將斷未斷”的情況下,熔絲將處于一個非常高溫的熱平衡狀態(tài)。這么高的溫度將破壞線纜和熔絲盒的絕緣,最終引發(fā)著火事故。
圖9 熔絲發(fā)熱使熔絲盒燒毀
另外,部分熔絲在熔斷時會出現(xiàn)噴弧現(xiàn)象,電弧溫度非常高,會使相鄰的塑料元件、線纜絕緣等著火。
圖10 熔絲熔斷時噴弧燒毀相鄰元件