去年3月,犹他州的一纸立法在美国各地引发了一场太阳能连锁反应。该州率先将插电式光伏设备合法化——这类太阳能板体积小巧,可以直接插入家用插座,为家庭提供电力补充。此后数周内,数十个州相继跟进效仿。由于这类设备可以安装在公寓楼的阳台上,业界将其称为"阳台光伏",目前已在科罗拉多州、弗吉尼亚州等地合法化。截至2026年7月,纽约、新泽西和加利福尼亚等州的阳台光伏相关法案也已在立法机构的一院或两院获得通过。

然而,美国对这项技术的接受速度实在太快,以至于立法进程远超保障其安全运行所需的配套法规。目前,没有任何光伏面板符合尚在调整中的新认证标准。德国插电式太阳能行业协会(Bundesverband Steckersolar)首席执行官克雷格·莫里斯(Craig Morris)表示,美国仍需解决一系列法律与技术问题。"一旦法律到位,"他说,"真正的工作才刚刚开始。"

莫里斯之所以深谙这一成长阵痛,是因为阳台光伏正是在德国走向成熟的。2010年代,一批技术爱好者意识到,可以利用大型太阳能阵列中新兴的微型逆变器,将单块平价光伏板产生的交流电输入家用插座。2022年俄罗斯入侵乌克兰后,天然气价格飙升,阳台光伏作为一种清洁且经济的能源解决方案在德国迅速普及。如今,德国消费者可以在阿尔迪(Aldi)或宜家(IKEA)直接购买插电式光伏板,全国阳台光伏装机总量已超过2吉瓦。

2025年12月,德国完成了相关监管标准的最终制定,以确保这些设备能够安全地将电力回输至家用插座乃至电网。德国的阳台光伏法规禁止净电量计量机制——即电网运营商向向电网返电的用户付费——因为这会给电网管理者带来过多不确定性。莫里斯的行业协会还争取到了德国消防部门的认可,确认该技术不存在安全隐患。此外,德国法律也保护了租户权益:如果房东以美观为由不允许安装太阳能板,必须提出合理理由,例如阳台需要维修,否则不能拒绝租户的合理申请。

UL解决方案公司(UL Solutions)首席工程副总裁肯·博伊斯(Ken Boyce)一直在远程关注德国的经验。UL Solutions是一家为各类电气技术制定测试与认证标准的机构,阳台光伏如今也被纳入其业务范畴。美国阳台光伏的普及速度让他颇感意外。"犹他州那项立法通过后,我们都愣了一下,心想:哦,还有这回事。"不久之后,博伊斯带领一批工程师投入工作。到2025年底,UL Solutions已为UL 3700标准建立起基本框架——这是美国针对阳台光伏制定测试与认证标准的首次尝试。

该标准涵盖了插电式光伏安全方面的多项核心问题。最基本的问题在于,家用线路的设计初衷是向插座输出电力,而非接受来自插头的反向电流。与普通家用电器不同,太阳能板在拔出插头后插头仍可能带电,这可能让毫无防备的用户受到惊吓。插电式光伏板在断路器和其他过电流保护装置的下游将电力注入家庭电气系统,导致这些保护装置对额外负载"视而不见"。反向电流流经插座内置的接地故障断路器(GFCI)时,还可能导致其失效。"这里面存在一种隐蔽的危险,"博伊斯说,"你在无意间绕过了本应保护消费者免遭触电的安全装置。"

非营利机构电力研究院(EPRI)项目经理纳达夫·恩巴尔(Nadav Enbar)指出,上述种种因素使插电式光伏板与烤面包机、冰箱等普通家电有着本质区别。尽管如此,他认为监管机构必须像对待普通家电一样对待阳台光伏。其"即插即用"的特性——无需与电力公司协商、无需申请许可证、无需进行电气改造——正是这项技术广受欢迎、有望让更多家庭用上太阳能的核心所在。

因此,UL 3700标准对上述风险作出了针对性规定。除绝缘层厚度等具体要求外,该标准还要求制造商主动应对其他已知风险,例如采用可提供额外过电流保护的布线方式,或使用能承受双向电流的GFCI。插电式光伏系统还须在本地停电时自动断电,以回应电力公司提出的一项主要顾虑:若插电式光伏在停电期间仍向电网送电,将对线路维修人员构成危险。

至于制造商如何满足上述要求,则由各家自行决定。但由于UL 3700标准和阳台光伏均属新生事物,目前尚无任何光伏面板通过该标准认证。恩巴尔指出,UL标准的门槛相当高,部分要求在现阶段甚至还无法实现——例如,支持双向电流的GFCI断路器目前尚未实现商业化量产。

阳台光伏目前正处于一个尴尬的空窗期:据EPRI介绍,现有市售系统以及正在犹他州等地陆续上线的系统,要么尚未获得认证,要么援引了并非针对插电式光伏而制定的其他电气认证标准。

拼图的最后一块是信息透明度。南加州爱迪生电力公司(SoCal Edison)代表大卫·艾森豪尔(David Eisenhauer)在接受IEEE Spectrum采访时表示,爱迪生公司支持客户接触和使用插电式光伏,但"客户在考虑安装插电式或阳台光伏之前,提前告知我们非常重要。这有助于我们确保安装的是经过认证的设备,也便于我们追踪接入情况,从而实现电网的平衡调度与稳定运行。"

然而,这说起来容易做起来难:EPRI的研究显示,即便在行业领先的德国,未登记注册的阳台光伏数量也是已登记数量的两倍。一些用户不愿为登记一次购买行为而费心劳神,另一些人则如莫里斯所言,可能不希望公开自己安装了插电式光伏,或不想让房东知晓。鉴于未注册"游击式"太阳能装置可能大量涌现,插电式光伏必须在任何情况下都能安全可靠地运行——无论有多少人在自家阳台或院子里架起一块太阳能板。

Q&A

Q1:阳台光伏为什么在美国发展这么快,现在合法了吗?

A:自犹他州2025年3月率先将插电式光伏合法化后,数十个州迅速跟进,科罗拉多、弗吉尼亚等州相继通过相关法案,纽约、加州等地的立法也在推进中。这项技术因无需许可证、无需改造线路即可直接接入家用插座,受到广泛关注。但合法化速度过快,相关安全认证标准仍在制定中,目前市场上还没有通过美国UL 3700认证的产品。

Q2:阳台光伏直接插入家用插座安全吗?有哪些风险?

A:存在一定安全隐患。主要风险包括:家用线路不是为反向输电设计的;光伏板拔出后插头仍可能带电;反向电流可能导致插座内置的接地故障断路器(GFCI)失效;系统还可能绕过断路器等过电流保护装置。UL 3700标准正是为解决这些问题而制定的,要求设备在停电时自动断电,并采用能承受双向电流的保护装置。

Q3:德国的阳台光伏监管经验对美国有哪些借鉴?

A:德国是全球阳台光伏最成熟的市场,装机量超过2吉瓦。德国经验显示:需要明确的技术认证标准;禁止净电量计量以减少电网不确定性;保障租户安装权益;并争取消防部门认可技术安全性。但即便在德国,未登记设备数量也是已登记的两倍,说明用户登记意愿普遍不高,这对电网管理是一大挑战。

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