避免阳光灼伤:屋顶太阳能电池板安全测试

新的设施使用从枪支到极端温度等各种手段来测试光伏和其他清洁能源技术的安全性


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续讲述关于塑造我们当今世界的发现和思想的具有影响力的故事。


在德国法兰克福郊外,一座占地 2100 平方米的新建筑内,设有一系列 chambers,可以模拟炎热潮湿的天气,或金属会破裂的严寒温度,以及介于两者之间的各种恶劣天气情景。这一切都是为了测试一种产品——太阳能光伏电池板——这是自 2008 年以来开设的第三个此类设施。

美国保险商实验室(Underwriters Laboratories),也许最广为人知的是印在许多小工具上的无处不在的圆形“UL”标志,它是由保险公司在 19 世纪后期成立的,目的是通过安全认证电气产品来阻止电气化新时代普遍存在的火灾。而这正是 UL 今天为太阳能电池板所做的事情,太阳能电池板在美国的制造或安装量已从 2000 年的约 20,000 块组件增长到 2008 年的超过 520,000 块组件,根据美国能源部的数据。

“在美国,我们倾向于用燃料[木材]建造房屋。然后我们将这些太阳能电池板安装在屋顶上,”UL 首席执行官 Keith Williams 说。“我们目前的大部分活动都与太阳能电池板和组件的安全测试以及将太阳能电池板连接到房屋和电网的电气组件有关。”

这并不意味着这些电池板不安全,只是如果连接不当,它们至少会构成火灾威胁。UL 还测试产品承受家庭使用严苛条件的能力。这意味着用气动枪射出球形冰块来模拟冰雹,将电池板在高达 90 摄氏度的温度下烘烤,并用集中的聚光灯照射它们,以对给定电池板的特定部分施加热和热应力。这些装置甚至要经受高湿度,然后冷却至零下 40 摄氏度——一种在现实世界中不太可能发生的条件——以查看光伏电池是否会因水结冰和膨胀而破裂或损坏。

整个系列测试大约需要六个月,对于希望获得产品认证的公司来说,成本约为 50,000 美元。“你想要进行一项测试,以在产品最常被使用和滥用的方式下对其进行压力测试,” Williams 说,“因此,确保在正常使用和一些可预测的滥用情况下,产品将保持其安全性。”

当然,UL 的清洁能源工作不仅限于太阳能。其欧洲部门目前正在测试风力涡轮机组件,并且它在台湾台北开设了一个设施,以研究电池。“未来,你将在房屋或办公楼或你的汽车中拥有储能设备,” Williams 说。“人们有时会将它们放置在不应该放置的位置。当你有数百万辆电动汽车在路上行驶时,你就会开始遇到事故和急救人员的问题。”

但该公司继续扩大其太阳能业务,包括在其芝加哥总部屋顶上安装价值 22.5 千瓦的太阳能电池板。“通过拥有我们自己的一些太阳能电池板,我们将了解很多关于太阳能电池板长期性能的信息,” Williams 说。

从 Applied Solar 到 Sharp 的制造商都对其产品进行了安全测试,以便使其准备好在美国销售——市场上大多数电池板都带有 UL 认证。然而,这种认可并非万无一失;UL 认证的电池板也曾卷入加利福尼亚州和其他州的事件。但迄今为止的少数火灾大多是由线路故障引起的,并且大多数涉及不当安装或连接电池板到房屋的电线的绝缘故障,根据加州太阳能产业协会的数据。UL 还在北卡罗来纳州运营一个培训机构,供电气检查员和其他建筑规范机构学习在检查家庭安装的太阳能发电装置时应注意什么。

除了在法兰克福、加利福尼亚州圣何塞和中国苏州的现有光伏测试设施外,UL 还在日本大阪和印度班加罗尔建设其他太阳能测试设施。后者将探索发展中国家的另一种有希望的太阳能选择:太阳能灶具

“在印度,你已经有太阳能烹饪设备的市场,” Williams 指出。“我们认为这个市场将会增长。在世界大部分地区,小型、独立的太阳能设备——无论是用于烹饪还是水处理——都可能非常重要。”

© . All rights reserved.