Vụ cháy tại tòa nhà Hung Fuk Court ở Hồng Kông là một bài học cảnh tỉnh: Làm thế nào để đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy cho hệ thống quang điện tích hợp trong các tòa nhà?

Vụ cháy tại Tòa án Hung Fuk, Hồng Kông đã đưa những lo ngại về an toàn liên quan đến hệ thống quang điện tích hợp vào tòa nhà (BIPV) trở thành tâm điểm chú ý của ngành công nghiệp. Đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi "hiệu ứng ống khói", các hệ thống này đối mặt với rủi ro cao hơn khi các đám cháy cục bộ có thể nhanh chóng lan lên trên qua các không gian rỗng – gây ra nguy hiểm lớn hơn đáng kể so với việc lắp đặt trên mái nhà. Điều này giải thích tại sao hầu hết các quốc gia trên thế giới đều duy trì các tiêu chuẩn an toàn phòng cháy chữa cháy cực kỳ nghiêm ngặt đối với hệ thống PV mặt tiền khi quảng bá hệ thống quang điện tích hợp vào tòa nhà (BIPV).

I. Tại sao hệ thống pin mặt trời gắn trên mặt tiền dễ bị lan truyền lửa hơn? Những hiểu biết từ các nghiên cứu điển hình tại Thụy Sĩ.

Thụy Sĩ, một thị trường BIPV tiên tiến toàn cầu với việc ứng dụng rộng rãi hệ thống quang điện mặt tiền, lại thiếu các tiêu chuẩn thống nhất. Do đó, Cơ quan Năng lượng Thụy Sĩ đã ủy nhiệm cho Swissolar phát triển Hướng dẫn tạm thời về phòng cháy chữa cháy cho hệ thống quang điện mặt tiền thông gió, xác định các giới hạn an toàn cho các công trình lắp đặt như vậy.

Hướng dẫn này chủ yếu đề cập đến "hệ thống quang điện mặt tiền thông gió" – các công trình trong đó lớp ốp trang trí bao quanh các mô-đun quang điện, với một khoang thông gió ngăn cách chúng với cấu trúc tòa nhà. Hướng dẫn này phân tích các rủi ro tiềm ẩn trong bốn kịch bản hỏa hoạn điển hình, bao gồm:

Bắt lửa do tia lửa từ các tòa nhà liền kề

Các đám cháy bắt nguồn từ chân tường hoặc ban công nhà

Ngọn lửa bên trong nhà bốc ra ngoài qua các khe cửa sổ và bén vào mặt tiền.

Sự phóng điện hồ quang hoặc hỏng hóc linh kiện bên trong hệ thống quang điện.

Nguy cơ nổi bật nhất trong những tình huống này là sự lan truyền lửa theo chiều dọc nhanh chóng. Đặc biệt khi độ sâu của các khoang rỗng không đủ, vật liệu thiếu khả năng chống cháy hoặc việc đi dây cáp không tuân thủ quy định, ngọn lửa có thể bao trùm toàn bộ mặt tiền chỉ trong vài phút.

Hệ thống phân loại của Thụy Sĩ còn nhấn mạnh thêm:

Các công trình cao dưới 11 mét: Rủi ro tương đối thấp, cho phép áp dụng các yêu cầu đơn giản hơn;

Đối với các công trình cao hơn 30 mét: Phải sử dụng vật liệu chống cháy cao cấp hơn và kết cấu chịu lực chống cháy, đồng thời yêu cầu phải tiến hành thử nghiệm khả năng cháy;

Tất cả các tòa nhà: Thông số kỹ thuật nghiêm ngặt về định tuyến cáp, loại kính mô-đun và xếp hạng khả năng chống cháy của tấm lót phía sau.

Các tiêu chuẩn này chi tiết hơn so với Quy chuẩn chung về phòng cháy chữa cháy công trình hiện hành của Trung Quốc và cung cấp cơ sở tham khảo cho việc tiêu chuẩn hóa hệ thống quang điện mặt tiền trong tương lai tại Trung Quốc.

II. Tại sao vụ cháy ở Hồng Kông lại gây ra sự lo ngại lớn như vậy trong ngành?

Các tòa nhà chung cư cao tầng ở Hồng Kông được xây dựng san sát nhau, khoảng cách giữa các công trình rất nhỏ, chịu áp lực gió lớn và có cấu trúc ban công và mặt tiền phức tạp. Nếu hỏa hoạn lan qua các tấm pin mặt trời lắp đặt trên tường ngoài, hậu quả sẽ là:

Khó khăn trong việc sơ tán

Tốc độ lan truyền

Các đám cháy thứ phát ảnh hưởng đến các tòa nhà liền kề

Sẽ vượt xa mức tiêu thụ điện năng trong các cấu trúc thông thường. Điều này giải thích cơ bản lý do ngành công nghiệp này liên tục tập trung vào "an toàn của hệ thống PV gắn tường ngoài" trong những năm gần đây.

Mặc dù vụ cháy tại Tòa án Hung Fuk ở Hồng Kông không liên quan đến hệ thống quang điện, nhưng sự cố này đã nâng cao nhận thức của công chúng: bất kỳ hệ thống lắp đặt nào trên mặt tiền tòa nhà, nếu thiếu các tiêu chuẩn an toàn nghiêm ngặt, đều có khả năng làm tăng tốc độ cháy.

Do đó, bất kể tỷ lệ áp dụng công nghệ quang điện trong tương lai như thế nào, các tiêu chuẩn an toàn phòng cháy chữa cháy chắc chắn sẽ trở nên nghiêm ngặt hơn.

III. Hệ thống quang điện mặt tiền nên được lắp đặt như thế nào? Không được bỏ qua vật liệu và hệ thống dây cáp.

Dựa trên thông tin tổng hợp, ngành công nghiệp hiện đang ưu tiên các khía cạnh sau đây đối với hệ thống quang điện mặt tiền:

1.  Tăng cường khả năng chống cháy cho các mô-đun và vật liệu kết cấu.

– Các mô-đun kính hai lớp phải sử dụng kính cường lực.

– Màng cán màng phải đáp ứng tiêu chuẩn RF2 (tương đương với tiêu chuẩn B1 của Trung Quốc)

– Tấm lót phía sau phải đạt RF3(cr)

– Đối với các kết cấu đỡ có chiều cao vượt quá 11m, tất cả các vật liệu phải không cháy (RF1/Loại A)

2. Thiết kế độ sâu khoang hợp lý để giảm thiểu sự khuếch đại hiệu ứng ống khói.

Vùng an toàn 40–100mm giúp giảm đáng kể tốc độ lan truyền lửa theo phương thẳng đứng.

3. Việc định tuyến cáp theo tiêu chuẩn là vô cùng quan trọng.

Bó cáp ngang không được vượt quá 6 sợi.

Bó cáp dọc không được vượt quá 3 sợi.

Các lỗ xuyên tường yêu cầu ống bọc đạt tiêu chuẩn RF1.

Tất cả các loại cáp phải đáp ứng tiêu chuẩn chống cháy RF3(cr).

4. Kiểm tra định kỳ là điều cần thiết:

Nhà cao tầng: cứ 2 năm một lần

Tòa nhà tầm trung: cứ 3 năm một lần

Nhà thấp tầng: cứ 5 năm một lần

Dù dựa trên kinh nghiệm của Thụy Sĩ hay các quy định hiện hành của Trung Quốc, nguyên tắc cốt lõi đối với hệ thống quang điện mặt tiền có thể được tóm tắt như sau:

An toàn phòng cháy chữa cháy phải là ưu tiên hàng đầu trong thiết kế và xây dựng hệ thống.

IV. Những lưu ý đặc biệt nào cần áp dụng khi tích hợp hệ thống quang điện mặt tiền với hệ thống lưu trữ năng lượng? Phương pháp của Highjoule (HJ Group) cung cấp một lộ trình tham khảo.

"Hệ thống quang điện + lưu trữ năng lượng" đang nổi lên như một xu hướng, với ngày càng nhiều tòa nhà xem xét việc vận hành phối hợp các hệ thống quang điện mặt tiền và hệ thống lưu trữ năng lượng phân tán để nâng cao tỷ lệ tự tiêu thụ và tăng cường khả năng phục hồi nguồn điện. Tuy nhiên, bản thân các hệ thống lưu trữ năng lượng cũng là thiết bị điện, và các yêu cầu về an toàn cháy nổ của chúng không được bỏ qua.

Tập đoàn công nghệ Hui Jue đã triển khai những điều sau đây trong nhiều dự án:

✔ Thiết kế cấu trúc và các cell pin đạt tiêu chuẩn an toàn cao.

Việc giảm thiểu khả năng xảy ra hiện tượng quá nhiệt giúp giảm đáng kể nguy cơ cháy nổ liên quan đến pin.

✔ Hệ thống bảo vệ chủ động/thụ động đa cấp

Bao gồm Hệ thống quản lý pin (BMS), phát hiện khói, kiểm soát nhiệt độ và bảo vệ tự động tắt nguồn để giải quyết các nguy cơ quá nhiệt hoặc ngắn mạch tiềm ẩn.

✔ Hệ thống quản lý năng lượng (EMS) tương thích với hệ thống quang điện

Hệ thống phối hợp thông minh đồng bộ hóa việc phát điện quang điện mặt tiền với quá trình sạc/xả năng lượng lưu trữ, giảm thiểu nguy cơ cháy nổ do quá tải điện.

✔ Phương pháp lắp đặt thân thiện với môi trường

Các chiến lược bảo vệ thiết bị đạt chuẩn UPS đảm bảo hoạt động liên tục trong môi trường tòa nhà đô thị phức tạp.

Trong các ứng dụng xây dựng, việc tối ưu hóa sự tương tác giữa hệ thống quang điện và hệ thống lưu trữ năng lượng không chỉ nâng cao hiệu quả năng lượng mà còn giảm thiểu rủi ro sự cố điện thông qua việc vận hành và bảo trì được cải tiến, từ đó giảm thiểu nguy cơ cháy nổ nói chung.

V. Việc lắp đặt hệ thống quang điện mặt tiền không phải là "quá rủi ro để thực hiện", mà đúng hơn là "an toàn phải là ưu tiên hàng đầu".

Hệ thống quang điện mặt tiền đang trở thành một thành phần thiết yếu của hệ thống quang điện tích hợp vào tòa nhà (BIPV), tuy nhiên, những đặc điểm độc đáo của nó khiến việc lắp đặt không phải là một phương pháp tiêu chuẩn mà "chỉ cần gắn giá đỡ là đủ".

Cho dù liên quan đến vật liệu, tính toàn vẹn cấu trúc, hệ thống truyền tải điện hay điều phối lưu trữ năng lượng, các tiêu chuẩn toàn diện, thiết kế khoa học, thi công có trách nhiệm, và vận hành và bảo trì bền vững đều là điều không thể thiếu.

Từ kinh nghiệm của Thụy Sĩ đến bài học cảnh báo từ thảm họa hỏa hoạn ở Hồng Kông, ngành công nghiệp này cuối cùng đều hướng về một mục tiêu duy nhất:

Việc lắp đặt hệ thống quang điện mặt trời trên mặt tiền là khả thi, nhưng chỉ khi được hỗ trợ bởi một khuôn khổ an toàn phòng cháy chữa cháy nghiêm ngặt hơn.

Trong khi ưu tiên sự an toàn của hệ thống điện mặt trời trong tòa nhà, đừng bỏ qua giá trị của các hệ thống lưu trữ năng lượng.

Khi các công trình đô thị chuyển đổi sang hướng phát triển ít phát thải carbon, ngày càng nhiều hệ thống quang điện và lưu trữ năng lượng sẽ được tích hợp vào mặt tiền và hệ thống phân phối của các khu dân cư, văn phòng và thương mại.

Nếu bạn đang cân nhắc dự án điện mặt trời tích hợp vào tòa nhà hoặc đang tìm kiếm các giải pháp lưu trữ năng lượng ổn định và an toàn, chúng tôi mời bạn khám phá các sản phẩm lưu trữ năng lượng của Highjoule (HJ Group). Cùng nhau, chúng ta hãy thúc đẩy quá trình chuyển đổi năng lượng hướng tới sự an toàn, thông minh và đáng tin cậy hơn.