安全利用太阳能：面向全球受众的太阳能安全综合指南

太阳能正迅速成为全球能源转型的基石。随着光伏 (PV) 装置在全球住宅、商业和公用事业规模项目中激增，理解和减轻潜在的安全风险至关重要。本综合指南提供了太阳能安全实践的详细概述，涵盖电气危险、坠落防护、消防安全以及在全球安全利用太阳能的其他关键考虑因素。

了解风险：常见的太阳能能源危害

虽然太阳能是一种清洁且可持续的能源，但其发电和利用并非没有内在风险。意识到这些潜在危害是确保安全工作和生活环境的第一步。

电气危险：沉默的威胁

电力是太阳能系统的命脉，但如果处理不当，也会带来重大危险。主要的电气危险包括：

• 电弧闪光：一种危险的电气爆炸，当高压导体暴露或电气设备发生故障时可能发生。电弧闪光会导致严重烧伤、失明甚至死亡。在处理带电电气设备时，适当的个人防护设备 (PPE)，如额定电弧服装和面罩至关重要。像 NFPA 70E（在美国）和全球类似标准等法规根据计算出的电弧闪光危险规定了 PPE 要求。例如，例行维护检查可能比排除高压逆变器的故障需要不同级别的 PPE。
• 触电：直接接触带电电气组件会导致触电，引起心脏骤停、呼吸衰竭和死亡。即使在未连接到电网时，太阳能电池板也会产生直流电，因此在维护和维修期间需要仔细的隔离和锁定/挂牌程序。在许多国家，包括欧盟国家，在执行任何工作之前，都存在关于安全隔离电气设备的严格规定。
• 直流电压危害：太阳能电池板产生直流 (DC) 电，在相当的电压下，直流电可能比交流 (AC) 电更危险。直流电更容易引起肌肉收缩，从而难以摆脱电击。住宅太阳能系统通常以 600V 的直流电压运行，而商业和公用事业规模系统可以达到 1000V 甚至 1500V DC。
• 接地故障：当电流通过意外路径流向地面时，会发生接地故障。这可能是由于电线损坏、设备故障或湿气进入造成的。接地故障断路器 (GFCI) 和电弧故障断路器 (AFCI) 是重要的安全设备，可以快速检测和中断接地故障，防止电击和火灾。

坠落危险：高空作业

安装和维护太阳能电池板通常需要在高空作业，从而增加了坠落的风险。在极端天气条件下（如大风或冰面）的地区，这些风险会放大。坠落防护措施对于防止严重伤害和死亡至关重要。

• 屋顶作业：在屋顶上安装太阳能电池板存在重大坠落危险。适当的坠落防护设备，如安全带、系索和救生绳至关重要。应尽可能使用安全的进入方法，如脚手架或高空作业平台。在澳大利亚等国家，高空作业法规规定，对于在一定高度（例如，2 米）以上进行的任何工作，都必须使用特定的坠落防护系统。
• 梯子安全：梯子经常用于进入屋顶，但它们可能不稳定且容易滑倒。确保梯子已正确固定，以正确的角度伸出，并且仅用于其预期目的。工人应始终与梯子保持三个接触点。
• 边缘保护：应使用护栏、安全网或警戒线来保护工人免于从屋顶或高架平台的边缘坠落。这些系统应符合相关的安全标准，并定期检查是否有损坏或缺陷。
• 天气条件：雨、雪和冰会产生湿滑的表面，从而增加坠落的风险。在恶劣天气期间应推迟工作。即使在干燥的日子里，冷凝或露水也会使表面变得危险，尤其是在清晨时分。

消防安全：预防和缓解

由于电气故障、安装不当或环境因素，太阳能电池板系统可能存在火灾隐患。消防安全预防和缓解策略对于保护财产和生命至关重要。

• 电弧故障：如前所述，电弧故障会产生强烈的高温，点燃附近的可燃材料。电弧故障断路器 (AFCI) 旨在检测和中断电弧故障，从而防止火灾。
• 过热：过载的电路、损坏的电线或通风不足会导致组件过热，从而导致火灾。适当的系统设计、安装和维护对于防止过热至关重要。
• 雷击：雷击会损坏太阳能电池板和电气设备，从而可能引起火灾。避雷系统（如避雷针和浪涌避雷器）可以帮助减轻这种风险。
• 植被：太阳能电池板附近过度生长的植被会造成火灾隐患，尤其是在旱季。定期的植被控制至关重要。
• 模块级快速关断 (MLRSD)：这些设备现在在许多地区都是强制性的，并且提供了一种安全的方式来在紧急情况下（尤其是对于消防员）快速对单个面板级别的系统进行断电。

其他危害

• 高温：太阳能电池板可以达到非常高的温度，尤其是在阳光直射下。接触热表面会导致烧伤。
• 锋利的边缘：太阳能电池板和安装硬件可能具有锋利的边缘，可能会导致割伤和擦伤。
• 重物搬运：举起和移动太阳能电池板会导致背部受伤和其他肌肉骨骼疾病。应使用适当的搬运技术和设备。
• 野生动物：鸟类、啮齿动物和其他动物可能会损坏太阳能电池板和电线，从而造成安全隐患。
• 环境危害：暴露于极端天气条件（如高温、寒冷、大风和紫外线辐射）可能会给工人带来健康风险。

太阳能装置的重要安全措施

实施健全的安全措施对于最大限度地减少与太阳能系统相关的风险至关重要。这些措施应涵盖太阳能生命周期的所有阶段，从设计和安装到运行和维护。

规划和设计：将安全融入系统

在太阳能项目的规划和设计阶段，安全应是首要考虑因素。主要考虑因素包括：

• 代码合规性：确保系统符合所有适用的电气规范、建筑规范和消防规范。这通常涉及在各国之间差异很大的复杂当地法规中导航。例如，欧洲和北美之间的电网连接要求差异很大。
• 负载计算：准确计算电气负载，以防止电路过载和组件过热。
• 接线图：制定详细的接线图，清楚地显示所有电气连接和接地​​点。
• 设备选择：选择经过认证符合相关安全标准的高质量设备。寻找 UL、IEC 和 CE 标志等认证。
• 消防安全措施：将防火安全措施（如防火材料和喷水灭火系统）纳入设计中。
• 可访问性：设计系统以便于维护和维修。
• 紧急关断：计划紧急关断程序，以便在发生火灾或其他紧急情况时快速对系统进行断电。模块级快速关断设备 (MLRSD) 在现代太阳能系统中至关重要。

安全安装程序：最大限度地减少现场风险

正确的安装技术对于确保太阳能系统的长期安全性和可靠性至关重要。安装期间的主要安全措施包括：

• 合格的安装人员：聘请熟悉太阳能安全措施的合格且训练有素的安装人员。北美认证能源从业者委员会 (NABCEP) 或其他国家/地区的同等组织提供的认证计划可以证明胜任能力。
• 个人防护设备 (PPE)：为工人提供适当的 PPE，包括安全眼镜、手套、安全帽和额定电弧服装。所需的特定 PPE 将取决于所执行的任务和涉及的潜在危害。
• 坠落防护：在高空作业时，始终使用坠落防护设备，如安全带、系索和救生绳。
• 锁定/挂牌程序：在执行任何维护或维修之前，实施锁定/挂牌程序以对电气设备进行断电。这样可以防止意外通电和电击。
• 安全搬运技术：使用正确的搬运技术和设备，以避免背部受伤和其他肌肉骨骼疾病。
• 天气意识：监控天气状况并在恶劣天气期间推迟工作。
• 工具安全：使用状况良好且适合任务的工具。
• 整理：保持工作区域的清洁和井井有条，以防止绊倒、滑倒和坠落。
• 接地：正确的接地对于电气安全至关重要。太阳能系统的所有金属部件都应正确接地，以最大限度地降低电击风险。

运行和维护：随着时间的推移保持系统安全

定期运行和维护对于确保太阳能系统的持续安全性和性能至关重要。运行和维护期间的主要安全措施包括：

• 定期检查：进行定期检查以识别潜在的危害，如损坏的电线、松动的连接或过度生长的植被。
• 预防性维护：执行预防性维护任务，如清洁太阳能电池板、拧紧连接和更换磨损的组件。
• 合格的技术人员：使用合格的技术人员执行维护和维修。
• 电气安全：在处理带电设备时，遵循电气安全程序。
• 紧急程序：制定和练习紧急程序，以应对火灾、电击和其他紧急情况。
• 记录保存：维护所有检查、维护和维修的准确记录。
• 培训：对所有参与太阳能系统运行和维护的人员进行持续培训至关重要。培训应涵盖电气安全、坠落防护、消防安全和紧急程序等主题。

太阳能安全培训：为工人提供他们需要的知识

全面的太阳能安全培训对于所有参与太阳能系统设计、安装、运行和维护的工人至关重要。培训应涵盖广泛的主题，包括：

• 电气安全：基本电气安全原则，包括电弧闪光危险、触电预防和锁定/挂牌程序。
• 坠落防护：正确使用坠落防护设备，包括安全带、系索和救生绳。
• 消防安全：消防安全预防和缓解策略，包括使用灭火器和紧急程序。
• 急救/心肺复苏：急救和心肺复苏培训，以应对受伤和医疗紧急情况。
• 危险沟通：危险沟通培训，以告知工人与太阳能装置中使用的化学品和其他材料相关的危害。
• 工具安全：安全使用手动工具和电动工具。
• 现场特定培训：现场特定培训，以解决每个太阳能项目的独特危害和条件。

培训应由合格的讲师进行，并应定期更新，以反映技术和法规的变化。认证计划可以为太阳能工人提供公认的能力标准。

全球太阳能安全标准和法规

太阳能安全法规因国家/地区而异。理解和遵守当地法规对于确保太阳能装置的安全至关重要。

与太阳能安全相关的一些关键国际标准和法规包括：

• IEC（国际电工委员会）标准：IEC 标准为太阳能电池板和电气设备的安全性和性能提供全球认可的指南。
• UL（美国保险商实验室）标准：UL 标准在北美和其他地区广泛用于电气产品的安全测试和认证。
• NFPA 70E（工作场所电气安全标准）：NFPA 70E 提供有关工作场所电气安全的指导，包括电弧闪光危险评估和 PPE 要求。（主要在美国，但在全球范围内具有影响力）。
• OSHA（职业安全与健康管理局）法规：美国的 OSHA 法规解决了广泛的工作场所安全隐患，包括电气安全和坠落防护。
• 欧盟指令：欧盟有多项与安全相关的指令，包括适用于太阳能系统的低电压指令 (LVD) 和机械指令。
• 国家/地区特定规范：每个国家/地区都有自己的电气规范、建筑规范和消防规范，这些规范适用于太阳能装置。

重要的是与当地主管部门和合格的专业人员协商，以确保太阳能装置符合所有适用法规。

结论：对全球安全太阳能的承诺

太阳能为可持续发展的未来提供了巨大的潜力，但实现这一潜力需要坚定不移地致力于安全。通过了解风险、实施健全的安全措施、提供全面的培训以及遵守适用的法规，我们可以安全且负责任地利用太阳的能量，造福所有人。

本指南提供了一个了解太阳能安全的起点。持续学习、适应新技术以及积极主动的安全文化对于确保工人以及公众在快速发展的太阳能世界中的福祉至关重要。