消除组件隐患 电弧故障检测器可使屋顶光伏更加安全

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　　HERMAN K. TRABISH: SEPTEMBER 18, 2013

　　加州将于近期要求在太阳能系统安装中包括电弧检测器，以此来减低火灾风险。

　　最近在新泽西州发生了一起仓库火灾，虽然起火原因并非是其屋顶的太阳能组件，但的确也造成了消防人员救火的障碍。Sensata Technologies的光伏市场策略经理John Kluza将此案例定性为“令人遗憾，但提高了电力保护元件的重要性。”

　　研究显示，屋顶光伏系统发生火灾的概率很小。德国的一项研究显示在130万已安装的系统中大约发生了75起事故，而美国的该项研究显示，整个国家仅有7起事故发生。

　　电弧故障是由电子元器件间的空气间隔而导致的，Kluza谈到，最常见的原因是由于生产失误、安装商错误、老化及连接件退化。电流通过这些不良连接产生电火花而引起火灾。

　　Kluza还谈到，无论是对于更小规模系统的逆变器还是在商用或者大型电站的汇流箱，电弧故障断流器可以感应到直流电流流入。此项额外增加的关于电弧故障的电气噪声将会在系统引起火灾前触发从而关闭系统。

　　Kluza解释道，2011年美国国家电工标准要求在屋顶光伏系统中使用电弧故障断流器，但是每个州被允许根据自身情况履行国家电工标准。

　　“电弧故障是一个严重问题，但在历史上，它还从未成为过市场的主导问题。”GTM研究高级分析师MJ Shiao解释道。

　　根据Kluza的解释，每个电弧故障断流器设备将会使组串型逆变器系统的成本增加25到100美金。作为目前美国最大的光伏市场，加州关于对民用及商用系统安装的NEC授权的强制实施，被预期将在市场上急速增长，而该市场对于任何系统成本的增加都强烈抵触。

　　Sandia国家实验室的Jay Johnson在最近发表的演讲中提到，部分SMA逆变器已经包含了根据UL标准1699B的串联电弧故障保护列表中的第一批电弧故障检测装置。

　　Kluza补充道，包括Tigo Energ、Sensata Technologies、Santon Holland、Eaton Corporation及 E-T-A Circuit Breakers等公司的产品都拥有UL认证。Johnson补充道，Midnite Solar及SolarBOS采用电弧故障断流器技术， Solaredge能量优化器有组件级的电弧故障断流器功能。

　　Shiao指出，国家电工标准的修订要求组件级别的设备。

　　组件级别设备是协助屋顶光伏系统灭火的最完整的解决方案之一，因为它们能够潜在地排除线缆中的电流，即使阳光依然照在组件上。由于组件级别能量设备的成本及有限的性能记录等原因，其还未被大规模采用。

　　Kluza说，新兴的电弧故障断流器产品与运营成本产品的主要区别在于其有了一个稳健的损害避免功能。某些电弧故障断流器技术也会过于果断地切断光伏系统来应对该建筑的用电活动，即使不是由于电弧故障。Kluza解释道，而重新启动这些系统的费用则足够与太阳能经济性抵消，而Sensata Techologies已经花费了很长时间来研究关于损害避免功能造成的问题。

　　最佳的电弧故障就是那些永远不会发生的，Johnson在演讲中描述电弧故障断流器的重要性。当这些装置能够在需要分离装置前，就能察觉到“预兆信号”，那“光伏系统可以监测未来电弧故障失效的信号，并且预先的维护系统也可以被监督。”

　　不同类别的并联直流电弧故障断流器：1)接地导体的并联电弧故障；2）并、串联连接的电弧故障；3）并、串联内部的电弧故障

　　来自：索比太阳能光伏网

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