直插式连接器可防止太阳能电池板着火

桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)已开发出一种直插式连接器，该连接器可以在太阳能电池板开始电火之前自动预测并防止其发生电弧故障。桑迪亚研究人员Kenny Armijo与实验室中的其他研究人员以及当地公司Guardian Sensors 一起工作了10年，以了解和表征这些危险电弧故障。

图1：桑迪亚国家实验室研究员Kenny Armijo使用由研究人员开发的电弧故障发生器来确定电弧故障的危险程度。

“随着太阳能电池板效率的提高，它们能够产生更多的功率，”Armijo说。“更高的功率意味着他们将拥有更高的电流和更高的电压。随着下一代太阳能电池板中电流和电压水平的提高，这会变得更加危险，因为随着电压的升高，电弧故障的可能性会更高。而这种新的自熄机制可以解决这个问题。”

Guardian Sensors所开发的直插式连接器——长约1英寸、一角硬币的直径，它包含金属弹簧，该弹簧覆盖有一种特殊类型的自熄性聚合物材料，桑迪亚过去五年对该材料进行了开发和测试。

像当前的连接器一样，自熄灭机制将连接一系列太阳能电池板，例如一串圣诞灯，它们可以在野外或在屋顶上一起工作。

图2：如果有火花，则串联连接器内的桑迪亚国家实验室开发的一种特殊聚合物会融化，弹簧会在连接器内部延伸，以促进更大的火花间隙并阻止火焰，如这张照片所示。

所有连接器都容易受到腐蚀、损坏或安装不当的影响，这可能会导致可靠性问题，尤其是在电线上出现细小的裂缝或折断的情况下。目前，一旦这种情况发生，即高电流和高电压流经损坏的连接器时，可能会产生火花和毁灭性的火灾。不幸的是，连接器本身没有完全可靠的方法来防止危险。Armijo说，这就是新器件将要填补这一空白的地方。

新的串联连接器已构建为可在185°F以上的温度下激活。发生这种情况时，特殊的自熄材料会融化，以填充电线中的裂缝或断裂，并使弹簧伸长，从而增加电线导体之间的火花隙，因此它们不再产生导致发热和着火的能量。Armijo说，反应速度与材料的耐火性能相结合，可以在火灾发生前不到2秒的时间内停止燃烧。