风暴iii下的太阳能：飓风暴露下弹性地面光伏系统的最新最佳实践

2025年7月格林纳达卡里亚库岛失败的太阳能安装。图源：克里斯托弗·伯格斯，RMI。 — 肯莱·弗莱明，美属维尔京群岛能源办公室主任“强大的太阳能丰富性加上年度飓风脆弱性是美国维尔京群岛必须面对的现实，以便全面缓解我们历史上依赖化石燃料的电力系统所固有的能源负担。随着我们进一步依赖太阳能成为我们集中式和分散式能源系统的骨干，坚持5级抗飓风安装标准至关重要。建造能够抵御不可避免的飓风的太阳能系统，确保了太阳能的“蓝天”运营优势继续支持我们的社区，尤其是在最黑暗的日子之后。” 克里斯托弗·伯格，cburgess@rmi.org作者贡献者所有图片均来自istock，除非另有说明。关于 RMI联系人作者按字母顺序排列。除另有注明外，所有作者均来自RMI。作者与致谢风暴下的太阳能III：针对有飓风暴露风险的耐用地表光伏系统的最佳实践更新版权和引用联合岛（圣文森特和格林纳丁斯）2025年7月安装失败的太阳能装置封面照片，由Frank Oudheusden提供，Azimuth Advisory Services。迈克尔·范斯，安桑特能源科尔leen·奥布莱恩,美国保险商实验室 (UL)安德鲁·理查兹，光照电力加勒比凯尔·弗莱明，维尔京群岛能源办公室克里斯托弗·伯格斯，弗兰克·奥德霍斯登，克里斯·尼德汉姆和菲德尔·内文森，风暴下的太阳能III：针对有飓风暴露风险的耐用地表光伏系统的最佳实践更新, RMI, 2025,https:// rmi.org/insight/solar-under-storm.落基山脈研究所（RMI）是一家成立于1982年的独立、非党派非营利组织，通过市场驱动的解决方案转变全球能源系统，为所有人创造繁荣、有韧性、清洁的能源未来。通过与企业、政策制定者、资金提供者、社区和其他合作伙伴的合作，RMI推动投资以扩大清洁能源解决方案，减少能源浪费，并提高获得负担得起清洁能源的机会，从而增强安全、强化经济并改善人民的生活。RMI在60多个国家开展活动。RMI重视合作，旨在通过分享知识和见解来加速能源转型。因此，我们允许利益相关方通过知识共享CC BY-SA 4.0许可证来参考、共享和引用我们的作品。https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/.克里斯托弗·伯吉斯 克里斯·尼德汉姆方位咨询服务菲德尔·内文森·弗兰克·奥德豪森方位咨询服务 rmi.org/ 3 方位咨询服务卡里莱克全球太阳能理事会风暴下的太阳能III：针对有飓风暴露风险的耐用地表光伏系统的最佳实践更新方位咨询服务（AAS）是弗兰克·乌德豪森和克里斯托弗·尼德姆之间建立的一个工程合伙企业。凭借在太阳能行业39年的综合经验，他们自2016年起共同咨询商用项目到大型的公共事业发电厂。AAS为风险投资公司、私募股权投资者、开发商、保险公司和支架制造商提供包括技术尽职调查、失效分析、结构韧性以及整改规划等专业服务。该团队还率先开发了许多旨在提高太阳能资产可靠性和韧性的技术创新，特别是在北美和加勒比地区的高风险环境中。全球太阳能理事会是世界太阳能光伏产业的代言人，代表了价值链上的企业成员以及国家、地区和国际协会，以加速全球太阳能部署。为了实现我们的使命和愿景，GSC倡导变革性政策，创建最佳实践和知识交流的平台，建设能力和技能，并培养网络建设和合作，从而在全球范围内释放太阳能光伏的效益。GSC的努力得到了关于关键挑战和主题的工作组的支持，这些挑战和主题对于加速全球范围内太阳能的可持续和成本有效的部署至关重要。加勒比电力公用事业服务公司（CARILEC）是电力服务、经销商、制造商和其他利益相关者的协会，这些利益相关者在加勒比地区、中美洲和南美洲以及全球从事电力行业。CARILEC秘书处致力于改善其成员之间的沟通，提供技术信息、培训、能力建设、会议和其他服务。秘书处在加勒比地区和中美洲及南美洲的电力公用事业倡导、发展和可持续性方面发挥着领导作用。 rmi.org/ 4 安桑特能源UL Solutions风暴下的太阳能III：针对有飓风暴露风险的耐用地表光伏系统的最佳实践更新一家在应用安全科学领域的全球领导者，UL Solutions将安全、安全和可持续性挑战转化为110多个国家的客户的机遇。我们提供测试、检验和认证服务，以及支持我们客户产品创新和业务增长的软件和咨询服务。UL认证标志是我们客户产品中可信赖的象征，反映了我们对推进安全使命的坚定承诺。我们帮助客户创新、推出新产品和服务、在全球市场和复杂的供应链中进行导航，并可持续和负责任地发展。从采用电动化到支持5G和新型交通，我们展望新的前沿。我们的科学就是您的优势。安桑特能源是一家专注于新兴市场可再生能源、微电网和可持续基础设施的专业能源咨询和项目交付公司。我们支持客户的整个项目生命周期——从可行性研究和设计到采购、施工监督和投产。凭借对离岛和偏远地区挑战的深刻理解，安桑特能源提供符合气候适应性和长期可持续发展目标的、技术上可行且具有情境适应性的解决方案。我们的团队拥有实践经验、战略洞察力和对质量的承诺，帮助公共和私人利益相关者加速其清洁能源转型。 rmi.org/ 目录执行摘要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8结论……… … … … … … … … … … … … … …28推荐参考文献32尾注 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50前言，索尼·邓洛普，全球太阳能理事会首席执行官……7附录 34失效模式与影响分析 (FMEA) 20引言…………..……..……..……..……..14根本原因识别：发现风暴下的太阳能III：针对有飓风暴露风险的耐用地表光伏系统的最佳实践更新和推荐项目使用... ... ... ... 17附录A：光伏电站风压检查清单（项目业主用）………35 附录B：飓风贝拉现场报告…………38 附录C：光伏组件框架的低循环疲劳………45 附录D：地面安装式太阳能光伏设计的地形考虑因素49方法……………16 组织……………16研究发现摘要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 建议 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .12 ....................................................................................... rmi.org/ 6 前言风暴下的太阳能III：针对有飓风暴露风险的耐用地表光伏系统的最佳实践更新索尼亚·邓洛普 | 首席执行官 | 全球太阳能理事会太阳能是公正和可持续未来的核心。如今，它是许多国家的主流能源，正在降低碳排放、扩大能源获取、增强能源安全，并创造了数百万个就业和经济机会。目前全球已安装约22太瓦的太阳能容量，每天投资于太阳能项目的资金接近10亿美元，太阳能背后的动力正在重塑全球能源格局。在许多国家，太阳能现在已成为最经济实惠的电力来源之一，这一趋势没有减速的迹象。其灵活性——从离网屋顶系统到公用事业规模安装——使其成为实现去中心化、本地驱动解决方案的有力工具。随着气候变化和地缘政治紧张局势给传统能源系统带来日益增大的压力，太阳能提供了一种有弹性、清洁的替代方案。但要真正实现其承诺，太阳能行业本身必须对它所帮助缓解的气候威胁具有极强的抵抗力。随着极端天气事件加剧，特别是在飓风易发地区，对太阳能基础设施的风险也在增加。每年有数百吉瓦的太阳能装置位于热带气旋的路径上——随着市场的扩张，这种脆弱性正在升级。这种增长堪称非同凡响。自2004年以来，太阳能已成为全球增长最快的能源，平均年增长率达25%。从1954年到2022年，这个行业花了近七十年时间才达到1太瓦的装机容量。值得注意的是，增加第二个太瓦只需要再花两首席执行官，全球太阳为了使太阳能，不论其规模大小，能为社区提供能源韧性，我们自己就必须对自然灾害、极端天气事件和其他外生冲击具有韧性。太阳能不仅仅关乎缓解，更关乎适应和韧性。世界各地的人们正转向使用离网式太阳能和储能系统，以应对飓风、为不稳定电网提供后备或能在冲突情况下继续使用能源。如果我们实施这些建议，就能为这些人提供更可靠的能源获取保障。通过采纳这些最佳实践，并将韧性融入每个太阳能部署的基础，我们可以保障太阳能的未来，以及依赖它的社那是为什么风暴中的太阳系列至关重要。RMI的工作为提高太阳能系统在飓风面前的耐久性提供了急需的技术指导。这些报告为制造、设计、安装和运营提供了实用、经过现场测试的策略，这些策略对于保护投资、确保安全以及在主要风暴期间和之后维持能源获取至关重要。 年时间。索尼亚·邓洛普能理事会rmi.org/7区和经济。 执行摘要风暴下的太阳能III：针对有飓风暴露风险的耐用地表光伏系统的最佳实践更新 /8rmi.org在2025年7月，格林纳达的卡里亚库岛，一场地面安装的太阳能装置中，安全状况不佳的太阳能电池板在飓风贝莉尔中成为了飞行碎片。照片由 Skylar Bee, RMI提供 2024年7月东加勒比海飓风贝拉执行摘要风暴下的太阳能III：针对有飓风暴露风险的耐用地表光伏系统的最佳实践更新我们的团队调查了三条在致命飓风路径上的地面光伏安装。这是我们第一次更新的风暴下的太阳报告基于那些安装项目的经验教训，提供了全面的更新，涵盖Solar在Storm规范下的最佳实践、核对清单、行业规范和推荐参考资料，这些更新基于太阳能行业的演变、技术的进步以及更多季节的经验和实地调查。自上次风暴下的太阳报告称，大西洋、太平洋和印度洋都遭受了热带气旋的猛烈袭击。2020年北大西洋季节是有记载以来最活跃的，共发生了30个命名风暴，其中11个登陆美国本土。1去年夏天，2024年7月，北 Đạidương形成的最早五级飓风2飓风贝里尔摧毁了格林纳达和多米尼克岛的房屋和基础设施。自2017年那场致命的飓风季节以来已经过去了八年，那仍然是历史上最具破坏性的飓风季节之一。1飓风哈维、伊玛和玛丽亚给加勒比地区带来了前所未有的破坏。这场灾难也使不断增长的光伏产业清楚地认识到，哪些方面可能会迅速出问题，以及通过实施某些光伏设计和安装的最佳实践，哪些方面可以显著生存下来。我们在2017年飓风季节过后进行研究和报道时发现，尽管加勒比地区的一些光伏系统面临超过180英里每小时的有记录的持续风速，但它们仍然存活了下来。在英属维尔京群岛、特克斯和凯科斯群岛、波多黎各和圣尤斯塔西厄斯的一些光伏安装虽然面临历史性的风况，但第二天仍然继续发电。相比之下，波多黎各、美属维尔京群岛和巴布达的一些光伏系统遭受了重大损坏或完全失效。 rmi.org/ 2. 根本原因识别方法和发现3. 失效模式与影响分析 (FMEA)本报告分为四个部分：1. 简介风暴下的太阳能III：针对有飓风暴露风险的耐用地表光伏系统的最佳实践更新4. 建议 总结发现总结利用光伏发电是一种经济高效且可靠的发电方案。整合最佳可用工程、设计、交付和运营实践可以提高极端风荷载下的可靠性和存活率。我们在飓风贝莉尔过后，有幸在格勒纳丁群岛观察到三个地面安装系统。在一个项目中，我们看到了遵循“风暴中使用太阳能的最佳实践”，而在同一地理区域且处于相同风暴条件下的另外两个项目中，这些缓解措施却不存在，形成了鲜明的对比。加勒比海有几个岛屿的太阳能发电量超过90%，使用锂离子电池稳定资源，并将柴油发电机每年的运行时间降至10%以下。随着岛屿和其他易受影响的沿海地区对太阳能发电越来越依赖，确保这些发电资产变得更加关键。第一部分和第四部分面向普通受众，包括政府