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加州將于近期要求在太陽能系統(tǒng)安裝中包括電弧檢測器，以此來減低火災風險。
最近在新澤西州發(fā)生了一起倉庫火災，雖然起火原因并非是其屋頂?shù)奶柲?/span>組件，但的確也造成了消防人員救火的障礙。Sensata Technologies的光伏市場策略經(jīng)理John Kluza將此案例定性為“令人遺憾，但提高了電力保護元件的重要性。”
研究顯示，屋頂光伏系統(tǒng)發(fā)生火災的概率很小。德國的一項研究顯示在130萬已安裝的系統(tǒng)中大約發(fā)生了75起事故，而美國的該項研究顯示，整個國家僅有7起事故發(fā)生。
電弧故障是由電子元器件間的空氣間隔而導致的，Kluza談到，最常見的原因是由于生產(chǎn)失誤、安裝商錯誤、老化及連接件退化。電流通過這些不良連接產(chǎn)生電火花而引起火災。
Kluza還談到，無論是對于更小規(guī)模系統(tǒng)的逆變器還是在商用或者大型電站的匯流箱，電弧故障斷流器可以感應到直流電流流入。此項額外增加的關(guān)于電弧故障的電氣噪聲將會在系統(tǒng)引起火災前觸發(fā)從而關(guān)閉系統(tǒng)。
Kluza解釋道，2011年美國國家電工標準要求在屋頂光伏系統(tǒng)中使用電弧故障斷流器，但是每個州被允許根據(jù)自身情況履行國家電工標準。
“電弧故障是一個嚴重問題，但在歷史上，它還從未成為過市場的主導問題。”GTM研究高級分析師MJ Shiao解釋道。
根據(jù)Kluza的解釋，每個電弧故障斷流器設備將會使組串型逆變器系統(tǒng)的成本增加25到100美金。作為目前美國最大的光伏市場，加州關(guān)于對民用及商用系統(tǒng)安裝的NEC授權(quán)的強制實施，被預期將在市場上急速增長，而該市場對于任何系統(tǒng)成本的增加都強烈抵觸。
Sandia國家實驗室的Jay Johnson在最近發(fā)表的演講中提到，部分SMA逆變器已經(jīng)包含了根據(jù)UL標準1699B的串聯(lián)電弧故障保護列表中的第一批電弧故障檢測裝置。
Kluza補充道，包括Tigo Energ、Sensata Technologies、Santon Holland、Eaton Corporation及 E-T-A Circuit Breakers等公司的產(chǎn)品都擁有UL認證。Johnson補充道，Midnite Solar及SolarBOS采用電弧故障斷流器技術(shù)， Solaredge能量優(yōu)化器有組件級的電弧故障斷流器功能。
Shiao指出，國家電工標準的修訂要求組件級別的設備。
組件級別設備是協(xié)助屋頂光伏系統(tǒng)滅火的最完整的解決方案之一，因為它們能夠潛在地排除線纜中的電流，即使陽光依然照在組件上。由于組件級別能量設備的成本及有限的性能記錄等原因，其還未被大規(guī)模采用。
Kluza說，新興的電弧故障斷流器產(chǎn)品與運營成本產(chǎn)品的主要區(qū)別在于其有了一個穩(wěn)健的損害避免功能。某些電弧故障斷流器技術(shù)也會過于果斷地切斷光伏系統(tǒng)來應對該建筑的用電活動，即使不是由于電弧故障。Kluza解釋道，而重新啟動這些系統(tǒng)的費用則足夠與太陽能經(jīng)濟性抵消，而Sensata Techologies已經(jīng)花費了很長時間來研究關(guān)于損害避免功能造成的問題。
最佳的電弧故障就是那些永遠不會發(fā)生的，Johnson在演講中描述電弧故障斷流器的重要性。當這些裝置能夠在需要分離裝置前，就能察覺到“預兆信號”，那“光伏系統(tǒng)可以監(jiān)測未來電弧故障失效的信號，并且預先的維護系統(tǒng)也可以被監(jiān)督。”
不同類別的并聯(lián)直流電弧故障斷流器：1)接地導體的并聯(lián)電弧故障；2）并、串聯(lián)連接的電弧故障；3）并、串聯(lián)內(nèi)部的電弧故障
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