太陽能設備安全觀念漸增 做好安全防護免災損

太陽能電池板的安全要求高，需選擇有完善檢測、規格合宜的組件。DuPont

隨著太陽能發電站設置漸成建築、商場導入再生能源的主流方案，但為了增加應用再生能源的效益，最直接的作法是增加太陽能電池板佈建數量，擴充系統的電力轉換能量，但實際上發電量越高也代表著系統的危險性提升。

為了提升太陽能電池的發電輸出，最簡單的方式是利用增加太陽能電池板的數量、擴增受光面積，由太陽能電池板在量的提升使對應的發電輸出也能得到對應提升。但實際上擴增太陽能電池板的數量，一方面能使輸出能量擴增，但另一方面也會因為產生能量增加而讓設備的安全性潛在問題提升，在充電機制與安全機制方面的考量也必須對應提升。

太陽能發電系統裝設漸增  安全性越來越受關注

一般來說，太陽能電池的發電機電系統，雖然單片或局部的太陽能充電系統產生的電能有限，自然在設置建築或商場的太陽能發電系統就會顯得較輕忽對應的安全設計，尤其是太陽能發電機組通常設置於頂樓或是樓側、空曠處，多半較缺乏管理，若有小型災損發生通常自發生到被發現，時間差至少都會超過4~5小時，而在這段時間可能衍生的災損極有可能因此擴大，不可不察。

以常見的太陽能充電設備、機組災損問題觀察，一般常見的是太陽能發電組件產生的不正常自燃現象，通常發生場所如前文所述，因為發電機組通常擺放在頂樓或是巡察人力、頻次較薄弱的區塊，小型災損通常會釀成中大型災損，若只是燒掉發電機組倒還事小，若災損擴及建物或是延燒周邊環境，那結果將不堪設想。

發電機組裝設不當  將引發設備自燃

一般發電設備的自燃起火點，通常會發生在電力控制箱附近，或是太陽能電池板本身，因為發電機組設備通常都是擺放在建築頂樓，也會因為長時間烈日曝曬造成機組的防火材因為長期暴露在紫外線照射下而產生材料劣化、受損。

相同的問題也會發生在傳輸電力線路的絕緣材料上面，電力線絕緣材料也容易因為日照曝曬與日夜高低溫差惡劣佈設環境影響，使得絕緣材出現劣化受損，當絕緣材料損壞就容易產生電力線短路問題，此時若充電機組的電控板在短路過載問題發生時系統未能即時反應或通知安全消防系統，就很容易出現設備自燃或是更嚴重的環境安全問題。

其實設備自燃問題，可以從幾個層面來檢視，其中最大的關鍵在於使用絕緣材、防水材料、連接器的產品安全係數與品質問題。因為若是一般大樓、房宅想擴增太陽能發電機組，通常無法找到國際知名的太陽能設備商協助佈建，常見會尋求地區性的太陽能設備商評估、報價再進行施工；地區性的太陽能發電設備商通常也會自行導入多樣化的太陽能發電關鍵零部件進行整合，像是固定電池板的金屬部件可能會選擇現地施工，而機電與電池板供應來源多半也是由包商搭配選用。

太陽能電池對應電機材料  需選擇高安全係數料件

若碰到不肖廠商選擇安全係數較低的防水、隔熱材料？管線，即便初期太陽能發電系統不會產生問題，但使用年限增長線材的劣化問題就會產生，甚至若使用了劣質太陽能電池板，也會因為電池板彼此發電能效的差異與電池板內阻的差異，造成電池板的使用安全疑慮增加。

尤其是太陽能發電機組，為求強化發電效能，通常會選擇在頂樓或屋頂做大面積的佈建，以獲得發電機組最大化的受日照面積，但如此一來，若佈建的太陽能電池板安全性偏低，也會因為質量的問題使得建物籠罩在不安全的發電設備之下，即便建物本身獲得再生能源挹注改善能源耗用問題，但得到相對不安全的機電設備，反而更得不償失。

改善此狀況的方法相當多，除了消極地運用設備安裝後的責任險、火險、災損等保險機制降低設備導入風險外，要求裝設太陽能設備的包商也必須從材料、設備、電控系統各方面，要求使用料件、組件的品質與來源，設備組建完成搭配安裝設置安全監控平台，同時在安控機制與大樓的保安、消防系統進行連結，同時也必須落實設備定期人工巡視、檢測，透過主？被動安全機制整合，將太陽能發電設備、機組的安全問題降到最低。

另一種太陽能發電系統常見安全疑慮，通常也發生在「趕工」問題上，因為部分區塊會針對裝設再生能源設備提供對應補助，在補助釋出的同時期也會引起一波搶裝再生能源設備熱潮，在遇到裝設高峰時太陽能安裝承包商工作負載較高，而一般太陽能發電設備也不是裝設完成就能點交運轉，即便太陽能發電設備已有相當程度的自動化設計，但實際上多數設備在裝設完成後，仍必須拉一段時間來進行設備的試運轉，透過試運轉取得的光、電轉換效率，對電機組件的實際運行狀態進行監控與數據分析，在試運轉期間將充電機組的效能進行設備微調。

透過試運轉調校太陽能發電設備  及早發現問題進行改善

但若在太陽能發電設備的裝設高峰期，部分包商也會壓縮了設備試運轉時間，甚至草草點交設備，尤其在太陽能發電機組中的升壓與大電力系統與逆變器等設備調試，通常要花較多時間進行微調，至於使用的電機設備必須符合安規與技術規範，這已經是基本要求，而在太陽能電池板本身建構時選擇串？併聯設置的電氣配套設備若無標準化組構方法，任憑承包商自由選配整合，也可能容易出現系統性的安全疑慮。

太陽能電池板與相關機電組件，常見的材料缺陷多半在控制系統的功率補償、日照預測、穩壓控制裝置方面，在部分廉價設備甚至會出現功率補償設計不符規定要求，或根本無穩壓控制設計，逆變器的安全係數不夠等問題，此外有些設備也會有無光照發電預測主動參照分析、安全系統信號無彼此連結、大電力線材的絕緣係數不足等潛在問題，尤其裝設環境的額外考量，也必須加以考慮，例如，裝於都會區較高程度的空氣污染、酸雨問題，在防水與絕緣材就要做對應選擇，若是裝設環境屬海邊或高海拔區塊，也必須在太陽能電池板裝設機構做對應考量。

電控安全與電池板熱斑效應  均需持續關注

另在電控機板、系統控制盒的外殼材料與連接器方面，一般常見的太陽能發電機組出現災損，肇災點的位置也多半會出現在電控盒、系統外殼方面，可能是系統外殼不堪日照劣化脆裂，或是連接器防水材出現耗損影響其安全性。多數太陽能設備所需的機箱、外殼，會要求至少有IP65防水測試通過，另機箱還得通過拉力、扭力測試、潮溼漏電測試、內材料升溫測試、惡劣環境模擬測試與高溫測試等多項測試要求。

另太陽能電池板的配置設計，也會影響整體系統的安全性！例如，在串聯配置太陽能電池組態中，若某塊電池板因為樹蔭或是建築遮蔽造成發電效率較差，使得電池板在發電迴路中被當成負載消耗其他有受光的太陽能電池板所產生的能量，此時，被樹蔭或建物陰影遮蔽的電池板就會形成阻抗產生熱，此為太陽能發電系統常見的熱斑效應。

這類問題會影響部分太陽能電池的壽命，甚至會使得太陽能電池板因為高熱而出現損壞，改善的設計方案是，當串聯的電池板組態中檢測到部分電池板出現熱斑效應時，可在電池組件迴路增加安全設計，透過旁路二極體安全設計避免熱斑效應衍生成電池板熱融災損，或是引發機組自燃。

而電池板的熱斑效應也不只是樹蔭或是建物陰影問題產生，因為設置太陽能電池板為戶外暴露環境，可能會有塵土、死鳥或是落葉等遮蔽物擋住了太陽能電池板的受日照區域，進而產生熱斑效應，使得局部區塊產生高溫。改善方法除透過定期檢測系統狀態外，也必須定期派員清潔電池板表面，避免熱斑效益加劇。

此外採用太陽能電池板時，也必須檢視太陽能電池板本身的熱斑效應耐受程度的能力試驗，一般此為熱斑耐久性測試項目，太陽能電池板必須符合IEC61215-2005測試標準，至少能確保電池板出現熱斑問題的影響程度。