光伏發電系統消防安全檢查方法與防護措施

摘要：近年來，隨著光伏發電系統產業的快速發展和規模的不斷擴大，與之相關的消防安全風險和隱患問題日益突出。企業廠房、儲能電站、商用建筑、居民樓、自建房等屋頂光伏發電系統火災事故時有發生，給整個行業敲響了安全警鐘。究其火災事故發生的原因，背后存在多種復雜因素，通過剖析國內外典型光伏發電系統火災事故案例，從消防安全技術與管理方面提出預防措施，旨在最大程度降低光伏發電系統的火災風險，確保其安全運行。

關鍵詞：光伏發電；消防安全檢查；火災事故原因

當前，國家對新能源產業的扶持力度不斷加大，光伏發電系統的裝機容量和并網規模持續快速增長。根據國家能源局公布的2024年全國電力工業統計數據，截至2024年12月底，全國累計發電裝機容量約33.5億kW，同比增長14.6%。其中，太陽能發電裝機容量約8.9億kW，同比增長45.2%[1]。

近年來，國內外光伏發電系統項目火災事故時有發生，2023年11月，海南瓊海市博鰲鎮某臨街住宅樓頂太陽能電板發生火災，起火原因為房東從網上購買的不合格電池板[2]。2025年1月，位于美國加利福尼亞州莫斯蘭丁（MossLanding）儲能電廠發生火災，起火原因為Megapack單元里的一個通風口防護罩安裝不當，雨水滲入電池后造成了故障[3]。本文以光伏發電為背景，深入分析光伏發電系統消防安全現狀，并結合實地檢查中發現的隱患問題，提出光伏發電系統消防安全風險和防護措施。

1 光伏發電系統存在的主要消防安全隱患

太陽能光伏發電系統技術的核心就是利用光電效應，把光能轉化成電能，供給各個用電裝置，如果有多余的電量，就可以存儲起來。光伏發電系統主要由太陽能電池板（組件）、控制器和逆變器三大部分組成[4]。由于光伏發電系統設備的特殊性和復雜性，一旦發生火災，后果將不堪設想。據統計，光伏發電系統中80%以上的火災事故是由直流側故障引起[5]，特別是組件熱斑、電氣線路虛接以及直流拉弧問題。下面就光伏發電存在的火災風險進行分析。

1.1" 光伏組件質量問題

近年來，國家大力支持綠色能源光伏發電，推動能源結構轉型升級，光伏發電系統產業迅速崛起，行業之間競爭壓力倍增。目前光伏組件行業存在的問題包括：①制造廠家眾多，產品質量參差不齊，且存在低價競標現象，降低了光伏組件質量水平。②部分廠家為獲取利潤，存在原材料品牌及型號代用、以次充好的現象。

1.2nbsp; 熱斑效應

在光伏發電系統運行過程中，光伏板表面易受到鳥屎、泥漿、樹葉或嚴重積塵等雜物的覆蓋遮擋，會導致被遮擋區域溫度升高，形成熱斑效應。此外，光伏板安裝環境中存在的空中架空線路、周圍建筑陰影、煙窗遮擋以及同排光伏板方陣之間的陰影等遮擋因素，不僅影響光伏板的正常發電效率，還容易產生熱斑現象，熱斑導致組件局部溫度急劇上升，隨著溫度的升高，該區域會持續發熱，可能引發火災。

1.3" 自然因素引發的隱患

光伏發電系統組件長期受戶外環境影響，外表容易老化、破損，一旦絕緣層被破壞，在潮濕環境下極易發生漏電、短路現象，成為火災的導火索。第一，光伏發電系統一般位于空曠地帶，容易遭受雷擊。雷電產生的強大電流可通過光伏組件、支架、電氣線路等傳導，損壞電氣設備，造成短路，進而引發火災。第二，在炎熱夏季，光伏發電系統組件長時間暴露在高溫陽光下，自身溫度會顯著升高。如果散熱條件不佳，組件內部熱量無法及時散發，不僅會影響發電效率，還可能導致組件內部的材料性能發生變化，引發故障，增加火災發生的可能性。

2 光伏發電系統火災風險特征

由于光伏發電系統大量使用電氣設備和線路，如光伏組件、逆變器、匯流箱等，電氣故障是引發火災的重要原因。2024年5月，海南省某市一農光互補型光伏儲能電站發生火災，起火原因為儲能電站6號電池預制艙內2號電池簇底部配電箱因外部高壓沖擊短路起火[6]。

2.1" 火災蔓延迅速

光伏發電系統通常有大量緊密排列的光伏組件，且多采用易燃的高分子材料封裝。一旦起火，這些材料會迅速燃燒，火勢會在組件間快速蔓延。

2.2" 火災撲救難

光伏發電系統敷設范圍廣、面積大、組件多，有的組件安裝在高處，救援人員難以靠近著火源。同時，光伏發電系統在運行時會產生直流高壓，只要有光照就會持續存在。當光伏發電系統發生火災時，即使切斷了部分電源，仍可能有殘留電荷。滅火時，使用水來撲救，容易引發線路短路，產生高溫和電火花，從而發生爆炸，增加了火災撲救的危險性和難度。

2.3" 易引發二次災害

部分光伏發電系統配備儲能電池用來儲存多余電能，若電池是鋰離子電池，在高溫、短路等情況下可能會發生熱失控，鋰電池火災具有燃燒激烈、蔓延迅速、易復燃、撲救難度大的特點。若是磷酸鐵鋰，起火后可能因內部化學反應加劇、電池外殼破裂等，導致周邊易燃易爆物質被引燃，容易引發二次爆炸。

3 光伏發電系統消防安全檢查方法

光伏發電系統，作為新能源領域的重要組成部分，其運營過程中的安全問題不容忽視，特別是在消防安全方面，嚴格細致的檢查是確保電站安全運行的基石。

3.1" 檢查光伏發電系統組件設備

設備安全性檢查是光伏發電系統消防安全檢查的首要環節。檢查人員應對光伏板、逆變器、變壓器等關鍵設備進行逐一核查。針對光伏電池板，需細致查看其表面是否存在裂縫、污染或損傷，并確保電熔連接緊固；對逆變器進行檢測，需要檢查電流、電壓等關鍵參數，以保障其正常運作。同時，查看匯流箱、配電柜的運行狀態，連接光伏發電系統組件至逆變器，連接逆變器至電網等組件接線是否牢固，有無異常聲響。此外，檢查設備的接地防護是否完好，防雷接地保護是設備安全檢查的關鍵內容。在檢查過程中，實時監測EMS能量管理平臺系統預警信息，注重數據的對比與分析，通過對比歷史數據，觀察設備性能是否有明顯下降，從而及時發現潛在的安全隱患。

3.2" 檢查電氣敷設線路

電氣系統作為光伏發電系統的重要組成部分，其安全檢查同樣重要。電纜、接線盒、開關柜等電氣設備的絕緣性能是檢查的重點。使用絕緣電阻測試儀對電纜進行絕緣測試，確保其絕緣電阻值符合安全標準。接線盒和開關柜內部應清潔干燥、無積塵和雜物，且各接線端子應緊固無松動。同時，對電氣系統的保護裝置進行檢查，如過流保護、速斷保護等是否設置合理、動作是否可靠。對于發現的問題，應及時記錄并處理，以確保電氣系統的安全穩定運行。

3.3" 檢查消防設施及器材

光伏發電系統一旦發生火災，具有滅火救援持續時間長、范圍廣的特點。消防設施及器材的配備和完整好用，是應對火災突發事故的重要保障。因此，光伏發電系統應配備消火栓系統、自動噴水滅火系統、火災自動報警系統、氣體滅火系統、設置噴淋注水口及浸沒注水口。積極引入具備資質的第三方消防維保機構和檢測公司，每年對光伏發電系統配備的消防設施器材進行全面檢測，及時發現和消除潛在的安全隱患，確保消防設施設備處于正常工作狀態。

4 光伏發電系統消防安全防護措施

4.1" 優化消防設計，發揮智能監測

在光伏板敷設、發電、逆變器、匯流箱等重要設施設備區域設置視頻監控系統，通過視頻監控、EMS能量管理系統等對光伏發電系統進行全方位監測，充分發揮智能監測作用。組織設備廠家、運維公司共同研究制定光伏設施設備運行維保制度。儲能電站現場張貼安全提示、儲能電池名稱、理化性質、處置流程、注意事項等，規范細化日常維保工作流程。儲能電站運維人員應接受消防安全知識培訓，熟知防火檢查方法和注意事項，了解儲能電池和電氣設備的燃燒特性，會撲救初起火災。同時，光伏發電系統組件應選用阻燃材料，劃分防火分區，保持儲能電柜與光伏陣列間距≥10m的安全距離，電纜溝道填充防火泥。安裝電池熱失控智能監測與預警，實時監測高頻電流波形異常。

4.2" 定期維護保養，消除安全隱患

光伏發電系統的火災防范，應建立嚴格的定期檢查與維護制度，必須對光伏發電系統的各項設備進行全面檢查。檢查范圍不僅包括光伏板、逆變器、箱變器、開關站、儲能設備等主要發電設備，還涵蓋電纜、接線盒、開關柜等配套設施。在檢查過程中，要制定詳細、嚴格的巡檢制度，定期安排專業人員對光伏發電系統進行全面檢查，包括光伏組件的外觀、電氣連接的緊固情況、設備的運行狀態、散熱情況等各方面。及時清理光伏組件表面的灰塵、雜物等，保持組件良好的透光性和散熱性能。對于發現的問題，必須立即進行修復或更換，杜絕設備帶故障運行。

4.3" 制定應急預案，開展員工培訓

應急預案是光伏發電系統應對突發火災、提升救援效率的重要手段。預案的制定應充分考慮光伏發電系統的特點，科學組織專家進行評審和修訂，確保其科學性和實用性。預案應明確救援組織架構、人員組成、通信保障、現場處置、醫療救護、安全防護等小組的職責。定期組織演練并根據結果修訂預案，通過反復演練發現存在的問題和不足，及時進行完善和改進，提升員工在火災中的應急處置能力和自救能力。確保預案始終與光伏發電系統現場實際情況相符。一旦發生火災，應立即啟動應急預案，按照預案的程序和要求進行處置，最大限度減少火災造成的損失。此外，每年應開展至少1次員工消防安全知識培訓，培訓內容應包括巡查檢查內容、光伏發電系統火災特點、救援處置方法、消防設施器材使用方法以及火災逃生和自救的基本知識。每半年組織1次消防演練，通過模擬火災場景，讓員工親身體驗火災的緊迫性和危害性，提高他們在火災中的應對能力和自救能力。

5 結束語

光伏發電系統的消防安全關乎新能源的安全運行與人民群眾的生命財產安全。檢查設備的完好性、電氣系統的安全性以及消防設施的有效性，是確保電站安全運營的關鍵。同時，定期開展員工培訓，提升其消防安全意識和應急處理能力，也是不可或缺的環節。綜合各項措施，能夠構筑起光伏發電系統堅固的消防安全屏障。未來，隨著技術的不斷進步，光伏發電系統的消防安全將更加嚴密與高效。

參考文獻

[1]國家能源局.國家能源局發布2024年全國電力工業統計數據[EB/OL].https：//www.nea.gov.cn/20250121/097bfd7c1cd3498897639857d86d5dac/c.html

[2]南海網.瓊海博鰲一臨街住宅樓頂太陽能電板發生火災[EB/

OL].https：//www.hinews.cn/news/system/2023/11/07/033070

026.shtml

[3]央視網.加州又起大火：事發全球最大儲能電廠，有數萬塊電

池，馬斯克急辟謠[EB/OL].https：//news.cctv.com/2025/01/18/

ARTIwrclZMz7oejtk299dGUb250118.shtml

[4]姚春曉.太陽能光伏發電技術及其應用分析[J].電氣技術與經濟，2024（10）：82-85.

[5]韓鈺，韓子忠.基于火災分析的光伏儲能電站消防安全對策研究[J].消防科學與技術，2024，43（10）：1473-1476.

[6]侯少紅，姚偉剛，王二磊，等.光伏組件常見質量問題及監理要點[J].設備監理，2024（6）：34-37.