胡博愷，趙石楠，蘇忠波

（1．應(yīng)急管理部消防救援局昆明訓(xùn)練總隊，云南昆明650000；2．浙江消防救援總隊溫州支隊，浙江溫州325000）

光伏儲能電站，又稱“光儲充”電站，是集“光伏、儲能、充電”多功能為一體的、廣泛設(shè)置于人口集中、汽車保有量大的商業(yè)辦公區(qū)或住宅區(qū)的新型電動汽車環(huán)保型充電站?！笆濉逼陂g，我國充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展快速，儲能電站從少于2000座發(fā)展到超過6.38萬座[1]，因此潛在火災(zāi)風(fēng)險性劇增。在“4·16北京國軒福威斯光儲充技術(shù)有限公司光伏儲能電站火災(zāi)爆炸事故”中，25MWh的儲能電站突然爆炸，造成了消防員兩死一傷。儲能電站造價昂貴且發(fā)生火災(zāi)后處置難度較大。微型消防站具有“小、靈、快”的優(yōu)勢，能夠在城市消防力量尚未到達現(xiàn)場時，獨立承擔(dān)儲能電站的火情偵查、初期控火和警戒疏散等任務(wù)，能夠控制火勢的擴大，有利于提升儲能電站的自救能力，減輕火災(zāi)帶來的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

1 光伏儲能電站火災(zāi)風(fēng)險特征

光伏組件、蓄電池和逆變器是構(gòu)成儲能電站的核心部件，這些部件構(gòu)造復(fù)雜、阻燃性能差且容易自燃，是造成儲能電站火災(zāi)的主要危險源。

1.1 光伏組件火災(zāi)風(fēng)險特征

光伏組件，又稱太陽能電池板，是儲能電站發(fā)電系統(tǒng)的核心部件，其功能是將在室外接收的光能轉(zhuǎn)化為電能。光伏組件在高溫下，受“熱斑效應(yīng)”影響會發(fā)生自燃?；馂?zāi)發(fā)生后，一方面，光伏組件堆疊會產(chǎn)生大量熱輻射，導(dǎo)致火場內(nèi)溫度極高，且難以通過排煙通風(fēng)的方式降溫；另一方面，即使切斷了整體電力供給，受熱破損的光伏組件仍然暴露在太陽光或人工光之中，持續(xù)不斷地把光能轉(zhuǎn)化為600V-1000V的高壓直流電，因而電擊危險性極大，不能貿(mào)然用水滅火。

1.2 蓄電池火災(zāi)風(fēng)險特征

蓄電池，又稱蓄電池組，是儲能電站蓄電系統(tǒng)的核心部件，其功能是儲存光伏組件所產(chǎn)生的電能。隨著使用時間的增加，電池的電化學(xué)能就會變得活躍，容易出現(xiàn)局部過熱區(qū)域以及過充、過放現(xiàn)象，導(dǎo)致鋰枝晶短路或者電解液加速分解，繼而引發(fā)熱失控。一旦熱失控發(fā)生，氫氣、甲烷、乙烯、氟化物等有毒或易燃易爆氣體被大量揮發(fā)，火勢猛烈燃燒，蓄電池連鎖爆炸隨即發(fā)生，給火災(zāi)撲救帶來了巨大風(fēng)險和挑戰(zhàn)。

1.3 逆變器火災(zāi)風(fēng)險特征

逆變器，又稱儲能變流器，是儲能電站供電系統(tǒng)的核心部件，其功能是實現(xiàn)蓄電池直流電與電網(wǎng)交流電兩者間的交互轉(zhuǎn)換。當(dāng)逆變器組件遇到電壓不穩(wěn)、過載、機箱內(nèi)金屬顆粒物較多等狀況，就容易發(fā)生短路故障，繼而產(chǎn)生瞬時溫度高達數(shù)千攝氏度的高壓直流電弧，使逆變器突然冒煙起火。在一些發(fā)達國家，逆變器火災(zāi)占據(jù)儲能電站火災(zāi)事故總量的70%，某一臺逆變器短路故障會使整個并聯(lián)電路都產(chǎn)生較大的電壓波動，導(dǎo)致電路內(nèi)相鄰逆變器同時短路起火[2]。

圖1 光伏儲能電站火災(zāi)風(fēng)險部位示意圖

2 光伏儲能電站微型消防站設(shè)置

《電化學(xué)儲能電站設(shè)計規(guī)范》（GB51041-2014）《電力設(shè)備典型消防規(guī)程》（DL5027）對儲能電站的消防安全設(shè)施做出了規(guī)范。然而，從近期全國消防救援機構(gòu)對儲能電站的集中專項整治情況來看，大多數(shù)儲能電站重點部位的消防安全設(shè)施配備并未達到規(guī)范要求。鑒于目前儲能電站消防安全設(shè)施不達標(biāo)、存在諸多火災(zāi)風(fēng)險隱患，在儲能電站中建立符合消防安全標(biāo)準的微型消防站是有必要的。

2.1 設(shè)置理念

光伏儲能電站微型消防站（以下簡稱微型消防站）立足于儲能電站人員編制的初期火災(zāi)防控。由于儲能電站具備“有毒、易爆、帶電”等多重火災(zāi)風(fēng)險特征，儲能電站員工必須全員共同承擔(dān)電站運營和消防站管理的“兩站”職責(zé)。員工人數(shù)越少，實施防火巡檢和滅火訓(xùn)練就要越嚴格，微型消防站的基礎(chǔ)設(shè)施、個人防護裝備及滅火器具配置就要越先進。對于無人值守的智能化儲能電站，則無法設(shè)置微型消防站，需要安裝消防報警設(shè)施。

2.2 場地設(shè)置

光伏儲能電站場地狹小，功能性建筑密集，不具備獨棟設(shè)置微型消防站的條件，可將微型消防站設(shè)置在儲能電站的監(jiān)控室內(nèi)，有利于在第一時間發(fā)現(xiàn)火災(zāi)險情后立即出動處置。依據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》（GB50016—2014）《電化學(xué)儲能電站設(shè)計規(guī)范》（GB51041-2014）[3]之相關(guān)規(guī)定，結(jié)合儲能電站建筑部局，宜將具備微型消防站功能的監(jiān)控室單獨設(shè)置，其建筑耐火等級不低于二級，并采取防靜電、抗電磁干擾措施。監(jiān)控室疏散門應(yīng)采用不燃材料，應(yīng)向外開啟并直通無爆炸、無火災(zāi)危險的場所或安全出口。監(jiān)控室應(yīng)靠墻放置兩個消防器材儲柜，用于存放消防個人防護裝備、滅火器具和輔助器材。

2.3 人員設(shè)置

光伏儲能電站主站通常包含12名左右的運維工程師，采取“三班倒”的作業(yè)方式工作。參照公安部《消防安全重點單位微型消防站建設(shè)標(biāo)準（試行）》，微型消防站的站長應(yīng)由光伏儲能電站的負責(zé)人擔(dān)任，負責(zé)日常滅火訓(xùn)練及火災(zāi)組織指揮。消防員、監(jiān)控室值班員由值班的運維工程師兼任，承擔(dān)日常防火巡查、器材保養(yǎng)及消防宣傳任務(wù)，火災(zāi)時協(xié)力開展初期火災(zāi)撲救。

2.4 器材設(shè)置

（1）個人防護裝備配置

根據(jù)光伏儲能電站的火災(zāi)風(fēng)險特征，微型消防站個人防護裝備應(yīng)滿足防火、防電擊、防有毒氣體的安全防護需求且數(shù)量充足。具體配置情況如表1所示。

表1 個人防護裝備一覽表

（2）滅火器具配置

依據(jù)《電化學(xué)儲能電站設(shè)計規(guī)范》（GB51041-2014）中關(guān)于電力設(shè)備的防護要求，儲能的電池設(shè)備及配電設(shè)施宜配置干粉型滅火器及砂池[4]。使用《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范》（GB50140-2005）中滅火器最低配置公式計算[5]，可得光伏儲能電站消防安全重點部位的滅火器最低配置如表2所示。

表2 滅火器具一覽表

（3）輔助器材配置

輔助器材包括電絕緣裝具、絕緣剪斷鉗、漏電探測儀、測溫儀、可燃氣體探測儀等專業(yè)設(shè)備，用于滅火前對火場氣體、溫度、漏電情況的檢測偵查及開展應(yīng)急斷電處置。

3 光伏儲能電站微型消防站火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)流程

應(yīng)急響應(yīng)流程如圖2所示。應(yīng)注意事項如下：

圖2 光伏儲能電站火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)流程圖

（1）發(fā)現(xiàn)火災(zāi)后，值班員要將起火情況上報政府或企業(yè)相關(guān)責(zé)任單位，并啟動火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)預(yù)案，微型消防站站長、微型消防站消防員按分工實施滅火行動。

（2）由1名微型消防站值班人員通過控制設(shè)備切斷供電、激活氣體噴淋滅火系統(tǒng)；由3名微型消防站消防員前往檢查供電設(shè)施運行狀況，若供電仍未切斷則手動關(guān)閉電閥；其余微型消防站消防員佩戴空氣呼吸器，攜帶滅火器具及相關(guān)輔助器材，進入起火部位開展先期偵查。

（3）若偵查發(fā)現(xiàn)著火電氣設(shè)備處于初期燃燒階段，站長要組織人員用干粉滅火器噴射著火電池根部，直到燃燒終止后，再灑水降溫或者用砂土對先前燃燒部位進行填壓，防止復(fù)燃。若著火電氣設(shè)備噴射出大量火花和白色煙霧，具有爆炸危險性，應(yīng)立即撥打“119”火災(zāi)報警電話請求支援，組織人員疏散撤離，并在距著火區(qū)域50m處設(shè)置警戒帶，防止電站周圍無關(guān)人員、車輛靠近火場，市政消防救援隊伍到場后，微型消防站站長應(yīng)當(dāng)把火場燃燒部位、燃燒物質(zhì)、燃燒持續(xù)時間等火災(zāi)基本信息告知市政消防救援隊伍指揮員。

（4）火災(zāi)成功撲滅后，微型消防站首先要將火災(zāi)情況向政府、企業(yè)相關(guān)責(zé)任單位及消防部門進行報告，總結(jié)事故經(jīng)驗教訓(xùn)，隨后對火場殘留的污染性廢液廢料進行清掃和集中處理，防止次生災(zāi)害發(fā)生，最后對因火災(zāi)受損的電氣設(shè)備進行維修更換，特別是要把破損光伏組件盡快拆除，防止光伏組件在太陽光照射下再次受熱自燃。

4 結(jié)論

本文分析了光伏儲能電站的基本火災(zāi)風(fēng)險特征，結(jié)合儲能電站建設(shè)的行業(yè)規(guī)范要求，提出了能夠有效應(yīng)對儲能電站火災(zāi)風(fēng)險的微型消防站設(shè)置方法，并就微型消防站如何具體實施火災(zāi)應(yīng)急響應(yīng)流程進行了闡述。光伏儲能電站的消防安全問題是一個不容忽視的問題，消防安全的好壞直接決定了電力企業(yè)是否能取得長遠發(fā)展。微型消防站建設(shè)為光伏儲能電站消防安全工作提供了一種現(xiàn)實、可靠的發(fā)展思路，理應(yīng)得到更廣泛的重視和研究。