太陽電池システムにおける安全性リスクと解決策

太陽電池システムにおける
安全性リスクと解決策
本ペーパーの目的は、消防士に対する太陽電池システムの安全性問題について議論し、ソーラーエッジシステムでどの
ようにこの安全性問題が軽減されるかを概説することです。
消火活動
リスク ― 感電死 :
火災現場にかけつけた消防士やその他の最初の対応者は、安全措置として、燃えている建物に通じる電源を切るのが普
通です。しかし、建物に太陽電池が設置されている場合、システムが実際にAC配電網に接続されなくても太陽電池モジュー
ルは直流電圧を発生し続けています。電気システムでは、超低電圧（SELV）とは120V以下の安全な電圧のことを指します。
こうした条件下では、感電死のリスクは低くなります。しかし、3～4枚の接続モジュールがあるだけで、150V以上の電圧が
生成され得ます。住宅用や産業用太陽光発電システムの設置は、数十から数百ものモジュールを含んでおり、その電圧は
1000Vにまで達します。
効果がないソリューション :
1. 従来型のパワーコンディショナのシャットダウン機能は、単に電流を遮断するだけで、電圧は非常に危険な高さのままで
残っています。
2. キャビネット内でパワーコンディショナに接続された自動DCブレーカーは、モジュールの電圧を遮断できないため、費用
が増えるだけで危険性を減少させることはありません。
3. 太陽電池モジュールの被覆
a. 泡を吹きかける：泡は、火を消す前にモジュールから蒸発するかまたは滑り落ちるため、効果がないと実証されてます。
b.光を通さない素材を使ってモジュールをカバーする：このアプローチは実用的でなく危険でもあります。なぜなら、
消防士が重い被覆材を抱えて燃えている屋根に登る必要があり、感電死の危険性があるからです。
効果的なソリューション ― モジュールレベルでのシャットダウン :
ソーラーエッジは、各モジュールに接続されたパワーオプティマイザと、セーフティ・モニタリングインターフェース、
モジュールレベルモニタリングで構成される太陽光発電エネルギー収穫システムを提供します。ソーラーエッジシス
テムにはさらに、安全の危険性を減らす機能が内包されています。
パワーオプティマイザ
SafeDCTM = モジュールレベル
での電圧シャットダウン
ソーラーエッジ連絡先
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パワーコンディショナ
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セーフティ・
モニタリングインターフェース
パワーオプティマイザが接続されたモジュールでは、セーフティ・モニタリングインターフェースからの信号が絶え間なく更新
されている場合にのみ、
「オペレーションモード」を継続させます。この信号が無くなると、パワーオプティマイザは自動的
に安全モードになり、モジュールとストリングワイヤのDC電流と電圧を切ります。安全モードでは、それぞれのモジュールの
出力電圧は1Vです。例えば、太陽電池システムが１ストリング10枚のモジュールから成るケースで、消防士が日中太陽光が
ある時に配電網から太陽電池システムを切断すると、ストリング電圧は10Vまで減少します。
以下の各ケースでモジュールレベルでのシャットダウンが自動的に起こります :
建物が電気系統から解列される
セーフティ・モニタリングインターフェースがオフ
各モジュールに接続されているパワーオプティマイザの熱センサが、温度上昇（閾値85℃）を検出
世界的傾向 :
近年、より多くの消防機関や保険会社、電力会社が太陽電池の安全性を高め人や資産を保護する新しい標準や規制を
導入してきております。
例えばアメリカでは、NEC（米国電気規程）2014にて、ビルの太陽電池システムでの瞬時シャットダウンが必要となりまし
た。その中で、太陽電池アレイの端から10フィート離れた場所からパワーコンディショナまでのDC電圧が、瞬時シャット
ダウン起動から10秒間にDC30Vより少なくなっている必要があります。ソーラーエッジのアメリカ市場向けパワーコンディ
ショナは、この要請を満たしています。他の例としては、ドイツのアプリケーションガイドであるVDEがあげられます。
VDE準拠：
ドイツのアプリケーションガイドであるVDE- AR-E 2100-712は、とりわけ、AC電源を切った後、緊急隊が120Vより大きな
直流電圧をもつDCケーブルに直接触れることがないよう要請してます。ソーラーエッジPシリーズオプティマイザは、
特許化しているSafeDC™機能（1V安全電圧）にて、この要求を満たします。ソーラーエッジパワーオプティマイザは、
要求された時間内に安全電圧（120V以下）への自動・フェールセーフ型DC電圧降下機能を持ちます。この機能は、ソー
ラーエッジシステムの根幹をなし、追加のハードウェアや耐火建設資材を必要とせず、設置コストの削減につながり
ます。規程のセクション7.1 と 7.4の技術要請への準拠は、テスト機関プリマラ社（最後のページ参照）によりソーラー
エッジに対し確認されてます。
結論
ソーラーエッジはSafeDC機能をその基盤に持ち、太陽電池モジュール上で作業する消防士にとって包括的な安全を確実に
する唯一のシステムで、感電死の危険性を排除します。
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