A Review for Solar Panel Fire Accident Prevention in Large-Scale PV Applications

Abstract

Due to the wide applications of solar photovoltaic (PV) technology, safe operation and maintenance of the installed solar panels become more critical as there are potential menaces such as hot spot effects and DC arcs, which may cause fire accidents to the solar panels. In order to minimize the risks of fire accidents in large scale applications of solar panels, this review focuses on the latest techniques for reducing hot spot effects and DC arcs. The risk mitigation solutions mainly focus on two aspects: structure reconfiguration and faulty diagnosis algorithm. The first is to reduce the hot spot effect by adjusting the space between two PV modules in a PV array or relocate some PV modules. The second is to detect the DC arc fault before it causes fire. There are three types of arc detection techniques, including physical analysis, neural network analysis, and wavelet detection analysis. Through these detection methods, the faulty PV cells can be found in a timely manner thereby reducing the risk of PV fire. Based on the review, some precautions to prevent solar panel related fire accidents in large-scale solar PV plants that are located adjacent to residential and commercial areas.

Location of solar panels to the medium voltage direct current distribution network considering DC loads

“…Los disyuntores de AC son dispositivos que pueden interrumpir las contribuciones de energía de las fuentes de AC, pero las contribuciones de falla de las fuentes de corriente continua no pueden ser interrumpidas por los disyuntores AC. Además, los disyuntores AC son dispositivos de respuesta muy lentos, tardan varios milisegundos en interrumpir las fallas de las fuentes de AC [15]. Si la apertura de los disyuntores AC es lenta, las corrientes de falla DC pueden aumentar a niveles altos, causando daños a los dispositivos electrónicos de alimentación, para solucionar este problema en los últimos años se ha propuesto la inserción de disyuntores DC de alta velocidad para la protección de la red de distribución DC [15].…”

“…El proceso de generación de energía se describe mediante la recepción de radiación solar en los módulos fotovoltaicos, luego la energía es trasportada hacia el regulador, el cual tiene la función de nivelar el voltaje para los procesos posteriores, el almacenamiento de la energía se lo realiza en el banco de batería, hecho esto, la energía eléctrica en DC se transporta hacia el inversor, el cual, mediante la utilización de electrónica de potencia, convierte la energía DC en energía AC [15]. La Fig.…”

“…3 muestra la estructura y elementos de un sistema fotovoltaico que permite generar energía eléctrica. En la actualidad la generación de Energía Solar Fotovoltaica (FV) esta aumentado a pasos acelerados en el sector de la energía eléctrica mundial [15]. Esto se debe a la reducción en el costo de los paneles solares, avance en la electrónica de potencia y la mejora en la eficiencia de los mismos.…”

Tackling Small Data Challenges in Visual Fire Detection: A Deep Convolutional Generative Adversarial Network Approach

“…They are essential for monitoring both indoors and outdoors for fire signatures such as smoke, heat, and radiation, and to identify early signs of fires to trigger appropriate responses. Significant progress has been made with these technologies in the last decades in part due to advances in sensor design and related technology [1][2][3][4][5][6][7][8]. Nonetheless, important challenges with fire detection remain, and these can roughly be subsumed under two broad headings, insufficient sensitivity on the one hand, and elevated false alarm rates on the other hand [9].…”

Analysis of PV Characteristics for Residential Application under Partial Shading Conditions

“…Photovoltaic (PV) power generation is consisted of one or more PV modules combined with PV inverter that use energy from the sunlight to generate electricity [1]. PV systems can vary greatly in size from residential to massive utility scale PV plants [2][3]. Especially, residential PV has been becoming more popular since its prices have been reduced and its power is averaged around 5 [kW].…”