HERMAN K. TRABISH: SEPTEMBER 18, 2013

加州將于近期要求在太陽能系統安裝中包括電弧檢測器，以此來減低火災風險。

最近在新澤西州發生了一起倉庫火災，雖然起火原因并非是其屋頂的太陽能組件，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，屋頂光伏系統發生火災的概率很小。德國的一項研究顯示在130萬已安裝的系統中大約發生了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生電火花而引起火災。

Kluza還談到，無論是對于更小規模系統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。此項額外增加的關于電弧故障的電氣噪聲將會在系統引起火災前觸發從而關閉系統。

Kluza解釋道，2011年美國國家電工標準要求在屋頂光伏系統中使用電弧故障斷流器，但是每個州被允許根據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，加州關于對民用及商用系統安裝的NEC授權的強制實施，被預期將在市場上急速增長，而該市場對于任何系統成本的增加都強烈抵觸。


Sandia國家實驗室的Jay Johnson在最近發表的演講中提到，部分SMA逆變器已經包含了根據UL標準1699B的串聯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， Solaredge能量優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。

組件級別設備是協助屋頂光伏系統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，其還未被大規模采用。

Kluza說，新興的電弧故障斷流器產品與運營成本產品的主要區別在于其有了一個穩健的損害避免功能。某些電弧故障斷流器技術也會過于果斷地切斷光伏系統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的費用則足夠與太陽能經濟性抵消，而Sensata Techologies已經花費了很長時間來研究關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“光伏系統可以監測未來電弧故障失效的信號，并且預先的維護系統也可以被監督。”


不同類別的并聯直流電弧故障斷流器：1)接地導體的并聯電弧故障；2）并、串聯連接的電弧故障；3）并、串聯內部的電弧故障