Rychlá odpověď: Jak vybrat DC svodič přepětí pro solární systémy?
Vyberte si DC svodič přepětí pro solární systémy nejprve potvrzením pěti položek: maximální napětí naprázdno PV stringu, zda instalace vyžaduje ochranu typu 2 nebo typu 1+2, kde bude svodič instalován, jak krátké mohou být připojovací vodiče svodiče a která norma nebo projektová specifikace se na instalaci vztahuje.
Pro většinu střešních a komerčních fotovoltaických systémů vypadá postup výběru následovně:
| Rozhodnutí | Praktická odpověď |
|---|---|
| Jaké zařízení je potřeba na straně DC fotovoltaiky? | PV DC svodič přepětí, nikoliv AC svodič |
| Která hodnota jmenovitého napětí je nejdůležitější? | Ucpv, zvolené nad maximální napětí naprázdno (Voc) FV stringu při nízkých teplotách |
| Typ 2 nebo Typ 1+2? | Typ 2 pro mnoho aplikací s indukovaným přepětím; Typ 1+2 tam, kde je vyšší riziko přímého úderu blesku |
| Kde je zařízení instalováno? | Slučovací box (combiner box), DC vstup střídače nebo na obou koncích dlouhé trasy DC kabeláže |
| Které normy jsou relevantní? | IEC 61643-31 a IEC 61643-32 pro FV DC svodiče přepětí; IEC 61643-11 pro svodiče přepětí na AC straně |
| Jaký detail instalace bývá často opomíjen? | Krátké a přímé přívody k SPD pro snížení induktivního nárůstu napětí během přepětí |
A DC svodič přepětí pro solární systémy je přepěťová ochrana instalovaná na stejnosměrné straně fotovoltaického systému. Jejím úkolem je omezit přechodné přepětí způsobené bleskovými výboji, spínacími ději nebo dlouhými venkovními kabelovými trasami dříve, než toto napětí dosáhne střídače, slučovacího boxu, monitorovacího zařízení nebo jiných komponent na DC straně.
Ve fotovoltaickém systému není přepěťová ochrana pouze doplňkem v AC rozvaděči. FV stringy jsou často instalovány na střechách, volných plochách, vyvýšených konstrukcích nebo na dlouhých kabelových trasách. Tyto DC vodiče mohou zachytit indukovanou energii přepětí během blízké bleskové aktivity, i když do pole přímo neuhodí. Proto kompletní návrh ochrany solárního systému obvykle zohledňuje umístění DC SPD, umístění AC SPD, trasování kabelů, pospojování, uzemnění a odolnost střídače.
Pro kupující produktů VIOX a výrobce rozvaděčů je praktická otázka jednoduchá: který svodič přepětí by měl být vybrán pro DC stranu fotovoltaiky a kam by měl být nainstalován?
Co je to SPD ve fotovoltaickém systému?
SPD znamená svodič přepětí. Ve fotovoltaickém systému omezuje SPD krátkodobé napěťové špičky tím, že odvádí rázový proud směrem k ochrannému uzemnění nebo systému pospojování. Nenahrazuje pojistky, jističe, odpínače ani řádné uzemnění. Funguje společně s nimi.
Ve fotovoltaických systémech se SPD obvykle dělí podle umístění:
| Umístění svodiče přepětí (SPD) | Typická role | Typický typ zařízení |
|---|---|---|
| FV pole nebo slučovací box (string combiner box) | Omezuje energii přepětí zachycenou venkovními DC stringovými kabely | DC svodič přepětí (SPD), obvykle typu 2 nebo typu 1+2 v závislosti na vystavení blesku |
| DC vstup střídače | Chrání střídač před přepětím na DC straně, které proniká z fotovoltaického pole | DC SPD |
| AC výstup střídače nebo AC rozvaděč | Omezuje přepětí na AC straně pronikající ze sítě nebo rozvodné elektroinstalace | AC SPD |
| Monitorovací a komunikační linky | Chrání datové kabely, RS485, Ethernet, senzory nebo monitorovací rozhraní | Signálový/datový svodič přepětí (SPD) přizpůsobený typu signálu |
Nejdůležitějším pravidlem je, že svodič přepětí (SPD) musí odpovídat obvodu, který chrání. DC fotovoltaický vstup vyžaduje DC svodič přepětí určený pro fotovoltaiku. AC rozvaděč vyžaduje AC svodič přepětí.
DC SPD vs AC SPD pro solární systémy: Jaký je v tom rozdíl?
Solární instalace může vyžadovat jak DC, tak AC přepěťovou ochranu, ale tato zařízení nejsou vzájemně zaměnitelná.
| Bod srovnání | DC SPD pro solární FV systémy | AC SPD pro solární výstup/stranu sítě |
|---|---|---|
| Instalováno na | FV stringy, slučovací boxy, DC vstup střídače | AC výstup střídače, AC rozvaděč, hlavní panel |
| Parametr jmenovitého napětí | Ucpv nebo maximální trvalé provozní napětí PV DC | Uc nebo MCOV pro napětí střídavého systému |
| Typický standardní směr | IEC 61643-31 pro svodiče přepětí (SPD) připojené na DC stranu fotovoltaických instalací; IEC 61643-32 pro pokyny k výběru/aplikaci | IEC 61643-11 pro nízkonapěťové AC svodiče přepětí (SPD) |
| Problém oblouku a odpojení | Chování stejnosměrného oblouku je náročnější, protože stejnosměrný proud nemá přirozený průchod nulou | Střídavý proud prochází nulou v každém cyklu, což mění chování při přerušení |
| Běžná chyba | Použití AC svodiče přepětí (SPD) na DC straně fotovoltaického systému | Předpoklad, že AC svodič přepětí chrání pouze fotovoltaické pole a DC vstup střídače |
Pokud systém obsahuje fotovoltaické stringy napájející střídač, AC svodič přepětí v rozvaděči nechrání střídač plně před přepětím pronikajícím přes DC vstup. Ochrana na DC straně musí být posouzena samostatně.
DC svodič přepětí typu 2 vs. typu 1+2: Který potřebujete?
Většina kupujících solárních systémů se nejprve ptá, zda potřebují DC svodič přepětí typu 2 nebo typu 1+2. Odpověď závisí na vystavení blesku, uspořádání systému, přítomnosti vnějšího systému ochrany před bleskem, vedení kabelů a požadavcích projektu.
| Stav fotovoltaického systému | Doporučený výchozí bod | Proč na tom záleží |
|---|---|---|
| Rezidenční střešní fotovoltaika bez vnější ochrany před bleskem a se střední expozicí | DC svodič přepětí typu 2 | Chrání proti indukovaným přepětím a spínacím přechodovým jevům |
| Komerční střešní fotovoltaika s dlouhými trasami DC kabelů | DC svodič přepětí typu 2 v klíčových vstupních bodech DC; zvažte více umístění | Délka kabelu zvyšuje riziko indukovaného přepětí a plochu smyčky |
| Fotovoltaické pole na volném prostranství, kopci, otevřeném poli nebo v oblasti s vysokou četností blesků | DC svodič přepětí typu 1+2 může být vyžadován na základě posouzení rizika projektu | Vyšší pravděpodobnost vniknutí dílčího bleskového proudu do systému |
| Budova má vnější systém ochrany před bleskem a nelze dodržet oddělovací vzdálenost | Běžně se volí DC svodič přepětí typu 1+2 | FV systém může být vystaven složkám bleskového proudu |
| Utility-scale nebo vysoce hodnotná střídačová stanice | Koordinovaná strategie ochrany typu 1+2 a typu 2 | Prostoje a náklady na výměnu ospravedlňují vrstvenou ochranu |
Pro širší vysvětlení rolí zařízení typu 1, typu 2 a typu 3 viz příručku společnosti VIOX SPD typu 1 vs. typu 2 vs. typu 3.
Technická poznámka: Typ není totéž co jmenovité napětí
Svodič přepětí (SPD) typu 2 pro stejnosměrný proud není automaticky vhodný pro každý fotovoltaický systém. Stále vyžaduje správné parametry Ucpv, konfiguraci pólů, chování při zkratu a způsob instalace. Fotovoltaické pole 600 V, 1000 V a 1500 V vyžadují odlišné napěťové kontroly, i když všechny tři projekty využívají ochranu typu 2.
Jak zvolit Ucpv pro solární DC svodič přepětí
Nejdůležitějším napěťovým parametrem pro fotovoltaický DC svodič přepětí je UCPV, často označovaný jako maximální trvalé provozní napětí pro fotovoltaické stejnosměrné aplikace. Svodič přepětí musí zůstat stabilní během nejvyššího normálního napětí naprázdno fotovoltaického pole, včetně nárůstu napětí při nízkých teplotách.
Nevybírejte DC svodič přepětí pouze podle jmenovitého stejnosměrného napětí střídače. Vycházejte z maximálního napětí naprázdno fotovoltaického řetězce.
Použijte tento koncept:
Voc_max = Nsérií x Voc_modul_STC x [1 + |betaVoc| x (25 - Tmin)]
Kde:
- Nsérií = počet modulů zapojených do série v jednom stringu
- Voc_modul_STC = napětí naprázdno modulu za standardních testovacích podmínek
- betaVoc = teplotní koeficient napětí naprázdno modulu na stupeň Celsia, převedený na desetinné číslo
- Tmin = minimální očekávaná návrhová teplota článku nebo okolí, v závislosti na metodě výpočtu projektu
Poté zvolte DC svodič přepětí (SPD) s jmenovitým napětím Ucpv vyšším, než je vypočtené maximální napětí PV stringu, v souladu s technickým listem SPD a projektovou normou.
| Třída FV systému | Typický seznam napětí DC svodičů přepětí (SPD) | Upozornění pro výběr |
|---|---|---|
| 600V FV systém | 600V nebo vhodná vyšší třída Ucpv | Ověřte, že napětí naprázdno (Voc) při nízkých teplotách nepřekračuje jmenovité hodnoty SPD |
| 1000V FV systém | 1000V nebo vhodná vyšší třída Ucpv | Zkontrolujte délku stringu a teplotní koeficient modulu |
| 1500V FV systém | Třída 1500V FV DC svodičů přepětí (SPD) | Ověřte, že je zařízení určeno specificky pro provoz v 1500V FV DC systémech |
Produktová řada SPD společnosti VIOX zahrnuje rodiny DC svodičů pro běžné třídy FV napětí, včetně variant 500V, 600V, 800V, 1000V, 1200V a 1500V na produktové stránce VIOX SPD. Konečný model musí být vždy sladěn se skutečným napětím FV stringu, projektovou normou a prostředím instalace.
Praktický příklad: Volba Ucpv pro FV string v chladném počasí
Předpokládejme, že FV string má celkové napětí naprázdno 900V při standardních testovacích podmínkách. Teplotní koeficient napětí naprázdno (Voc) modulu je -0,31 % na stupeň Celsia a minimální návrhová teplota je -10 °C.
Teplotní rozdíl od 25 °C je:
25 - (-10) = 35 °C
Nárůst napětí při nízkých teplotách je:
900 V x 0,003 x 35 = 94,5 V
Odhadované maximální napětí naprázdno stringu je:
900 V + 94,5 V = 994,5 V
V tomto případě může být svodič přepětí (SPD) Ucpv 1000 V příliš blízko vypočítanému maximu, v závislosti na toleranci v technickém listu, projektové rezervě a místních konstrukčních pravidlech. PV DC SPD 1200 V by byl často praktičtější volbou, s výhradou posouzení specifikací střídače a projektu.
Tento příklad je záměrně zjednodušen. Skutečné projekty by měly využívat technický list modulu, limity střídače, místní teplotní data a příslušnou konstrukční normu.
Výběr solárního DC SPD podle typu systému
Různé fotovoltaické projekty nevyžadují stejné uspořádání přepěťové ochrany. Malý střešní rezidenční systém, komerční střecha s dlouhými trasami stejnosměrných kabelů a velkokapacitní střídačová stanice mají odlišnou úroveň expozice a očekávání ohledně údržby.
| Typ fotovoltaického systému | Typický přístup k SPD na straně DC | Co ověřit |
|---|---|---|
| Rezidenční střešní FVE | DC SPD typu 2 v blízkosti DC vstupu střídače nebo v blízkém malém slučovači | Ucpv, manuál střídače, místní předpisy, požadavek na SPD na straně AC |
| Komerční střešní FVE | DC SPD typu 2 ve slučovacích boxech a/nebo v blízkosti vstupů střídače | Délka trasy kabelu, pospojování, vystavení střešního systému blesku, stav rozváděče |
| Pozemní fotovoltaické pole | Typ 2 nebo typ 1+2 v závislosti na expozici a riziku úderu blesku | Vzdálenost ke střídači, hustota blesků v lokalitě, uzemňovací soustava, dlouhé venkovní kabelové smyčky |
| FV systém s vnějším systémem ochrany před bleskem | DC svodič přepětí typu 1+2 se běžně posuzuje v místech vstupu DC kabeláže | Oddělovací vzdálenost, pospojování, koncepce ochrany před bleskem dle IEC 62305, projektová specifikace |
| Střídačová stanice pro průmyslové instalace | Vrstvená ochrana napříč polem/slučovačem, DC vstupem střídače a AC výstupem | Koordinace, monitorování, dálková signalizace, náhradní moduly, přístup pro údržbu |
| Fotovoltaika plus akumulace energie v bateriích | Strategie DC svodičů přepětí (SPD) by měla být posouzena samostatně pro FV stranu, stranu baterie a stranu střídače/měniče | Třída DC napětí, poruchový proud, kompatibilita zařízení, požadavky dodavatele BESS |
Účelem této tabulky není nahradit inženýrský návrh. Pomáhá kupujícím klást lepší dotazy v rámci poptávkového řízení (RFQ) před výběrem konkrétního modelu DC SPD.
Schéma zapojení DC svodiče přepětí pro solární FV systémy
Správné schéma zapojení solárního DC svodiče přepětí (SPD) by mělo jasně ukazovat jednu klíčovou myšlenku: SPD je zapojen paralelně k PV DC obvodu, nikoliv sériově v cestě zátěžového proudu.
Proud PV stringu protéká běžným DC obvodem směrem ke střídači. SPD poskytuje cestu pro odvedení přepětí z DC vodičů do ochranného uzemnění nebo systému pospojování v případě výskytu přechodného přepětí.
| Prvek schématu | Správné znázornění | Běžná chyba |
|---|---|---|
| Vodiče PV+ a PV- | Pokračují přes DC jištění a odpojovač směrem ke vstupu střídače | Kreslení SPD tak, jako by vedl běžný proud stringu sériově |
| DC SPD | Připojeno mezi fotovoltaické vodiče a ochranný vodič (PE) / pospojování v souladu s konfigurací systému | Připojení pouze jednoho pólu tam, kde systém vyžaduje vícepólovou ochranu |
| Ochranný vodič nebo přípojnice pospojování | Znázorněno jako krátká cesta s nízkou impedancí v blízkosti svodiče přepětí (SPD) | Dlouhý zeleno-žlutý vodič vedený kolem rozváděče kvůli úhlednosti |
| Slučovací box nebo DC vstup střídače | Znázorněno jako fyzický bod instalace | Umístění svodiče přepětí (SPD) daleko od chráněného zařízení |
| AC SPD | Zobrazeno samostatně na výstupu střídače nebo v AC rozvaděči | Předpokládá se, že jeden AC svodič přepětí (SPD) chrání celou DC stranu fotovoltaického systému |
U typického fotovoltaického systému by schéma mělo standardně obsahovat tyto úrovně ochrany:
- FV stringy vstupují do solární slučovací box.
- Slučovací box obsahuje DC pojistky nebo DC jističe tam, kde je to vyžadováno, DC odpínač nebo vypínač a DC svodič přepětí (SPD).
- Sloučený DC výstup vede na DC vstup střídače.
- Pokud je DC vedení dlouhé, instaluje se další DC svodič přepětí (SPD) v blízkosti vstupu střídače.
- AC výstup střídače je chráněn samostatně vhodným AC svodičem přepětí (SPD) v AC rozvaděči nebo na výstupním panelu střídače.
Kam instalovat DC svodič přepětí (SPD) ve fotovoltaickém systému
Umístění SPD je stejně důležité jako jeho výběr. Správně dimenzovaný SPD s nevhodným umístěním nebo dlouhými přívodními vodiči může stále umožnit průnik vysokého zbytkového napětí ke střídači.
| Místě instalace | Kdy se používá | Praktická poznámka k výběru |
|---|---|---|
| Uvnitř fotovoltaického slučovače (PV combiner box) | Víceřetězcové systémy, venkovní spojovací bod pole, dlouhé trasy kabelů | Často nejlepší umístění pro DC přepěťovou ochranu na straně fotovoltaického pole |
| V blízkosti DC vstupu střídače | Ochrana elektroniky střídače před příchozími stejnosměrnými přepětími z fotovoltaiky | Obzvláště důležité, pokud je střídač daleko od pole |
| Na obou koncích, u pole/slučovače i u střídače | Dlouhá vzdálenost stejnosměrného kabelu mezi polem a střídačem | Pomáhá omezit přepětí na obou koncích kabelu |
| AC rozvodnice | Přepěťová ochrana na straně sítě nebo na výstupu střídače | Vyžaduje AC svodič přepětí (SPD), nikoliv DC svodič |
| Komunikační rozvaděč nebo monitorovací rozhraní | Datové linky, vzdálený monitoring, RS485, Ethernet, senzory | Vyžaduje signálový svodič přepětí (SPD) odpovídající typu datové linky |
Stávající uspořádání fotovoltaické ochrany může také zahrnovat Jističe stejnosměrného proudu a DC izolační spínač. Tato zařízení plní odlišné funkce než svodič přepětí (SPD). Stejnosměrný jistič (DC MCB) chrání proti nadproudu ve správném aplikačním kontextu, odpínač zajišťuje spínání/izolaci a svodič přepětí (SPD) omezuje přechodné přepětí.
Pravidlo 10 metrů: Když jeden DC svodič přepětí (SPD) nestačí
U mnoha fotovoltaických návrhů vzdálenost mezi fotovoltaickým polem a střídačem určuje, zda stačí jedno umístění DC svodiče přepětí (SPD). Běžné pravidlo návrhu je:
- Pokud je vzdálenost DC kabelu mezi polem a střídačem krátká, může v závislosti na uspořádání systému stačit jeden DC svodič přepětí (SPD) v blízkosti vstupu střídače nebo v blízkém slučovači.
- Pokud je trasa DC kabelu delší než přibližně 10 metrů, je třeba zvážit ochranu na obou koncích: jeden svodič přepětí (SPD) v blízkosti fotovoltaického pole nebo slučovacího boxu a druhý v blízkosti DC vstupu střídače.
Důvodem není pouze vzdálenost. Dlouhé venkovní kabely mohou zachytit indukované přepětí a přepětí vstupující na jednom konci může stále vytvořit destruktivní napětí na druhém konci, pokud je ochranný bod příliš daleko.
Pro práce typu EPC a výrobu rozváděčů považujte pravidlo 10 metrů za kontrolní bod návrhu, nikoliv za náhradu projektových norem, posouzení rizika blesku nebo požadavků výrobce střídače.
Udržujte délku přívodních vodičů DC SPD co nejkratší
Zapojení SPD představuje cestu pro vysokofrekvenční přepětí. Během rychlého přepěťového impulzu přidává každý centimetr vodiče navíc indukční úbytek napětí. Základní fyzikální vztah je:
V = L x di/dt
Kde:
- V je indukční nárůst napětí přidaný přívodním vodičem
- L je indukčnost vedení
- di/dt je rychlost nárůstu přepěťového proudu
To je důvod, proč i krásně vedený kabel svodiče přepětí (SPD) může fungovat špatně, pokud vytváří dlouhou smyčku kolem rozvaděče. V instalační praxi založené na normách IEC se celková délka připojení v ochranné dráze SPD běžně udržuje co nejkratší, přičemž 0,5 m se často používá jako klíčový cíl pro efektivní připojení SPD.
Praktické pokyny pro instalaci:
- Namontujte SPD v blízkosti vodičů a přípojnice pospojování, které chrání.
- Vyhněte se dlouhým smyčkám mezi SPD a vodičem PE/pospojování.
- Pokud je to možné, vyhněte se ostrým ohybům.
- Udržujte kladné, záporné a zemnící cesty kompaktní a přímé.
- Používejte průřezy vodičů a záložní jištění podle požadavků výrobce SPD a příslušných norem.
Jak zvolit parametry DC SPD pro fotovoltaické systémy
Při porovnávání technických listů DC svodičů přepětí (SPD) nevybírejte pouze podle jednoho čísla. Výběr by měl zohledňovat napětí, schopnost svodového proudu, úroveň ochrany, chování při zkratu a viditelnost stavu údržby.
| Parametr | Co to znamená | Proč je to u fotovoltaických systémů důležité |
|---|---|---|
| UCPV | Maximální trvalé provozní napětí pro použití ve fotovoltaických DC obvodech | Musí překročit maximální napětí naprázdno fotovoltaického systému za studených podmínek |
| Na adrese | Jmenovitý vybíjecí proud, obvykle pro opakované přepěťové události | Indikuje odolnost při opakovaných indukovaných přepětích |
| Imax | Maximální vybíjecí proud v kontextu testování SPD typu 2 | Pomáhá porovnat zvládání špičkového přepětí v rámci stejné kategorie zařízení |
| IMP | Impulzní proud pro zařízení typu 1 nebo typu 1+2 | Relevantní tam, kde se může vyskytovat částečný bleskový proud |
| Nahoru | Napěťová ochranná úroveň | Nižší Up obecně znamená nižší propustné napětí, ale musí být posouzeno v souvislosti s koordinací a délkou instalačních vodičů |
| Směr Iscpv / SCCR | Chování při zkratu nebo odolnost vůči proudu s požadovaným záložním jištěním | Kritické, protože poruchový proud PV DC a chování při odpojení se liší od AC systémů |
| Konfigurace pólů | 2P, 3P nebo specifická konfigurace PV pro danou aplikaci | Musí odpovídat uzemněnému, neuzemněnému nebo specifickému systému PV DC zapojení |
| Indikace stavu | Vizuální indikátor a volitelná dálková signalizace | Pomáhá údržbovým týmům zjistit, kdy kazeta svodiče přepětí (SPD) dosáhla konce své životnosti |
Neporovnávejte hodnoty kA bez kontextu
Je lákavé zvolit nejvyšší hodnotu kA na produktové stránce. To však není vždy nejlepší metoda výběru. Vyšší jmenovitý vybíjecí proud může být užitečný, ale pouze tehdy, pokud zařízení také odpovídá požadavkům na Ucpv, Up, zkratovou odolnost, klasifikaci typu, místo instalace a koordinaci s předřazenou/následnou ochranou.
DC svodič přepětí typu 1+2 pro fotovoltaiku: Kdy to dává smysl
DC svodič přepětí typu 1+2 kombinuje vlastnosti svodiče bleskových proudů a přepěťové ochrany v jedné řadě zařízení. U fotovoltaických projektů je nejrelevantnější tam, kde může být DC strana vystavena vyšší energii přepětí.
Zvažte DC svodič přepětí typu 1+2, pokud:
- Budova má vnější systém ochrany před bleskem.
- Kabeláž fotovoltaického pole nemůže udržet dostatečnou vzdálenost od systému ochrany před bleskem.
- Pole je instalováno na exponovaném otevřeném prostranství nebo na vrcholu kopce.
- Lokalita má vysokou hustotu blesků nebo vysoké náklady na prostoje.
- Projektová specifikace vyžaduje ochranu SPD schopnou svádět bleskové proudy.
Použijte DC SPD typu 2, pokud:
- Projekt vyžaduje především ochranu proti indukovaným přepětím a spínacím přechodovým jevům.
- Fotovoltaické pole není ovlivněno žádným vnějším systémem ochrany před bleskem.
- Výrobce střídače nebo projektová dokumentace specifikuje DC přepěťovou ochranu typu 2.
- Ochrana je přidávána do slučovacího boxu nebo DC rozvaděče na straně střídače pro standardní ochranu střešních/komerčních fotovoltaických systémů.
IEC 61643-31 a IEC 61643-32: Na kterých normách záleží?
Pro stejnosměrnou přepěťovou ochranu (SPD) ve fotovoltaice je klíčovým směrem IEC řada 61643:
- IEC 61643-31 pokrývá požadavky a zkušební metody pro svodiče přepětí (SPD) připojené na DC stranu fotovoltaických instalací.
- IEC 61643-32 poskytuje zásady výběru a aplikace pro svodiče přepětí (SPD) připojené na DC stranu fotovoltaických instalací.
- IEC 61643-11 platí pro svodiče přepětí (SPD) připojené k nízkonapěťovým AC napájecím systémům.
Toto rozlišení je důležité, protože DC svodič přepětí pro fotovoltaiku není jen AC svodič s jiným štítkem. Kontext zkoušek, napěťové chování, požadavky na odpojení a aplikační rizika se liší.
Pro projekty v Severní Americe mohou být relevantní také normy UL 1449 a požadavky místních elektrotechnických předpisů. Pro jakýkoli trh by měl projektový inženýr potvrdit přesné vydání normy, místní implementaci, požadavky manuálu střídače a požadavky příslušných orgánů.
Dokumenty, které je třeba vyžádat před schválením solárního DC svodiče přepětí (SPD)
Pro B2B nákupy není nejbezpečnější otázkou pouze “jaká je cena?”, ale “jaká dokumentace dokazuje, že tento SPD je vhodný pro fotovoltaické DC aplikace?”
| Dokument nebo důkaz | Proč na tom záleží |
|---|---|
| Datový list DC SPD | Potvrzuje Ucpv, In, Imax, Iimp (pokud je relevantní), Up, konfiguraci pólů a způsob připojení |
| Test podle normy IEC 61643-31 nebo dokumentace o shodě | Pomáhá ověřit, že je zařízení určeno pro ochranu fotovoltaických DC systémů proti přepětí, nikoliv pouze pro nízkonapěťové AC systémy |
| Schéma zapojení od výrobce | Zabraňuje nesprávnému zapojení pólů, chybnému vedení ochranného vodiče (PE) a nevhodné konfiguraci uzemnění |
| Pokyny pro záložní ochranu | Potvrzuje, zda je vyžadována předřazená pojistka, stejnosměrný jistič (DC MCB) nebo jiná ochrana |
| Popis indikace konce životnosti | Potvrzuje vizuální okénko, chování zásuvného modulu a volitelný dálkový kontakt |
| Pokyny pro prostředí a krytí | Důležité pro venkovní slučovací boxy, vysoké teploty, vlhkost, pobřežní oblasti a riziko kondenzace |
Pokud dodavatel nedokáže jasně uvést, zda je produkt určen pro fotovoltaické stejnosměrné aplikace, kupující by jej neměl považovat za solární DC svodič přepětí (SPD).
Časté chyby při instalaci solárních svodičů přepětí (SPD)
Chyba 1: Použití AC svodiče na DC straně
Toto je nejnebezpečnější chyba při výběru. Fotovoltaické DC obvody vyžadují svodiče přepětí určené pro PV DC aplikace. AC svodič nemusí bezpečně zvládnout napětí a charakteristiku přerušení stejnosměrného proudu ve fotovoltaickém obvodu.
Chyba 2: Volba příliš nízkého napětí Ucpv
Chladné počasí zvyšuje napětí naprázdno fotovoltaického systému. Pokud je jmenovité napětí svodiče zvoleno podle jmenovitého napětí systému namísto vypočteného maximálního napětí naprázdno (Voc), může být svodič během běžného provozu přetěžován.
Chyba 3: Ochrana pouze AC strany
AC svodič v rozvaděči je užitečný, ale nezbavuje nutnosti posoudit riziko přepětí na DC straně. DC vstupy střídače jsou často nejdražší elektronikou přímo připojenou k dlouhým venkovním PV kabelům.
Chyba 4: Instalace svodiče příliš daleko od chráněného zařízení
Dlouhý kabel mezi svodičem přepětí (SPD) a vstupem střídače snižuje kvalitu ochrany. SPD by měl být umístěn v blízkosti zařízení nebo vstupního bodu kabelu, který chrání.
Chyba 5: Dlouhé přívody a velké smyčky vedení
Přívody SPD nejsou během přepětí běžným nízkofrekvenčním napájecím vedením. Dlouhé přívody zvyšují induktivní napětí. Udržujte cestu přepětí krátkou, přímou a kompaktní.
Chyba 6: Ignorování signálů dálkové signalizace stavu
V komerčních fotovoltaických elektrárnách může vadná vložka SPD zůstat nepovšimnuta, pokud má zařízení pouze vizuální indikátor uvnitř uzavřeného boxu. Kontakty dálkové signalizace mohou pomoci údržbovým týmům identifikovat konec životnosti bez čekání na další manuální kontrolu.
Chyba 7: Nevhodný design venkovního krytu
Venkovní slučovací boxy čelí teplu, UV záření, vlhkosti a kondenzaci. DC SPD instalovaný ve špatně navrženém krytu může stárnout rychleji, i když parametry samotného SPD vypadají správně. U venkovních solárních rozvaděčů kontrolujte stupeň krytí, tepelné podmínky, těsnění kabelových průchodek, kontrolu kondenzace a přístup pro údržbu.
Kontrolní seznam pro výběr DC SPD pro kupující solárních systémů
Před vyžádáním ceny nebo schválením návrhu PV SPD použijte tento kontrolní seznam.
| Kontrolovaná položka | Co je třeba potvrdit |
|---|---|
| Napětí fotovoltaického systému | 600 V, 1000 V, 1200 V, 1500 V nebo stejnosměrná třída specifická pro projekt |
| Maximální napětí naprázdno (Voc) fotovoltaického řetězce | Zahrňte korekci na nízkou teplotu, nejen jmenovité napětí |
| Typ SPD | Typ 2 nebo Typ 1+2 na základě vystavení blesku a návrhu projektu |
| Místě instalace | Slučovací box, DC vstup střídače, oba konce nebo AC výstup |
| DC strana vs. AC strana | DC svodič přepětí pro PV vstup; AC svodič přepětí pro výstup střídače nebo stranu sítě |
| UCPV | Musí být vhodný pro vypočtené maximální stejnosměrné napětí fotovoltaického systému |
| Nahoru | Musí být koordinován s úrovní odolnosti chráněného zařízení a délkou přívodních vodičů |
| In / Imax / Iimp | Musí odpovídat úrovni expozice, klasifikaci typu a specifikaci projektu |
| Chování při zkratu | Potvrďte požadavky na záložní ochranu nebo hodnoty Iscpv/SCCR z technického listu |
| Konfigurace pólů | Musí odpovídat uzemněnému, izolovanému nebo specifickému zapojení fotovoltaického systému |
| Indikace stavu | Vizuální indikátor, vyměnitelná vložka, v případě potřeby dálková signalizace |
| Normy | IEC 61643-31/32, UL 1449 nebo místní požadavky v závislosti na trhu |
Doporučený formát specifikace PV svodičů přepětí (SPD)
Pro jasnější poptávky (RFQ) neuvádějte pouze “cena solárního SPD”. Zašlete specifikaci, která obsahuje reálné návrhové podmínky.
Příklad formátu poptávky (RFQ):
| Pole poptávky (RFQ) | Příklad zadání |
|---|---|
| Aplikace | Střešní FVE / pozemní FVE / komerční střídačová stanice |
| Napětí fotovoltaického systému | 1000 V DC nebo 1500 V DC |
| Maximální napětí stringu Voc | Vypočtená hodnota při minimální teplotě |
| Typ SPD | DC svodič přepětí typu 2 nebo typu 1+2 |
| Místě instalace | Slučovací box a/nebo DC vstup střídače |
| Konfigurace pólů | 2P, 3P nebo dle specifikace projektu |
| Požadovaný standardní směr | IEC 61643-31, UL 1449 nebo místní požadavky |
| Monitorování stavu | Pouze vizuální nebo s dálkovou signalizací |
| Stav rozváděčové skříně | Vnitřní střídačová místnost, venkovní slučovací box, pobřežní lokalita, vysoké teploty |
Tento formát pomáhá společnosti VIOX nebo jakémukoli kvalifikovanému dodavateli vybrat správnou řadu DC svodičů přepětí (SPD) namísto nabízení zařízení, které odpovídá pouze jednomu klíčovému slovu.
ČASTO KLADENÉ DOTAZY
Může jeden svodič přepětí (SPD) chránit jak DC stranu fotovoltaiky, tak AC výstupní stranu?
Ne. DC svodič přepětí chrání vstupní stranu fotovoltaiky, zatímco AC svodič přepětí chrání výstup střídače nebo stranu sítě/rozvodu. Kompletní návrh přepěťové ochrany solárního systému často vyhodnocuje obě strany, protože energie přepětí může proniknout venkovními fotovoltaickými kabely nebo prostřednictvím AC distribuční sítě.
Jak poznám, zda mám nainstalovat jeden nebo dva DC svodiče přepětí?
Zkontrolujte vzdálenost mezi fotovoltaickým polem nebo slučovacím boxem a střídačem. Pokud je trasa DC kabelu krátká, může v závislosti na návrhu systému stačit jeden správně umístěný DC svodič přepětí. Pokud je trasa DC kabelu dlouhá, obvykle kolem 10 metrů nebo více, inženýři často vyhodnocují instalaci svodičů na obou koncích: jeden v blízkosti pole nebo slučovače a druhý v blízkosti DC vstupu střídače.
Co se stane, pokud je Ucpv nižší než skutečné napětí fotovoltaického řetězce?
Svodič přepětí může považovat normální provozní napětí fotovoltaiky za stav přepětí. To může způsobit přehřátí, předčasný konec životnosti, falešnou indikaci poruchy nebo nebezpečný poruchový stav. Hodnota Ucpv by měla být zvolena nad úrovní maximálního napětí naprázdno fotovoltaického řetězce při nízkých teplotách, nikoli pouze nad úrovní jmenovitého napětí střídače.
Proč záleží na délce přívodních vodičů, pokud má svodič přepětí (SPD) nízkou hodnotu ochranné hladiny Up?
Hodnota Up uvedená v technickém listu SPD je měřena za standardizovaných zkušebních podmínek. V reálném rozvaděči přidávají dlouhé vodiče během rychlého přepětí indukční napětí. Efektivní propustné napětí u střídače může být vyšší než hodnota Up vyznačená na SPD, pokud je trasa vedení dlouhá, tvoří smyčky nebo je špatně pospojovaná.
Je svodič přepětí typu 1+2 DC vždy lepší než svodič typu 2 DC?
Ne vždy. Typ 1+2 je užitečný tam, kde se očekává přímý zásah blesku, například u systémů s vnější ochranou před bleskem nebo u vysoce exponovaných fotovoltaických polí. Pro mnoho standardních střešních nebo komerčních fotovoltaických systémů, kde jsou hlavním problémem indukovaná přepětí, může být správně zvolený svodič typu 2 DC vhodnější volbou. Rozhodnutí by se mělo řídit analýzou rizika blesku pro daný projekt a místními požadavky na návrh.
Má být DC svodič přepětí instalován před nebo za DC odpínačem?
Přesná poloha závisí na konstrukci slučovače nebo vstupu střídače a na schématu zapojení od výrobce. Důležité je, aby byl svodič připojen v blízkosti chráněných vodičů a přípojnice pospojování s co nejkratšími přívody. Neměl by být umísťován daleko jen proto, že je to pohodlnější pro uspořádání rozvaděče.
Jakou dálkovou signalizaci by měl mít solární DC svodič přepětí pro komerční fotovoltaické systémy?
Komerční a průmyslové fotovoltaické systémy často využívají svodiče s vizuálním indikátorem stavu a volitelným kontaktem dálkové signalizace, který je obvykle připojen k monitorovacímu systému, poplachovému obvodu nebo řídicímu systému. To pomáhá údržbovým týmům detekovat konec životnosti svodiče bez nutnosti ručního otevírání každého slučovače.
Může solární DC svodič přepětí (SPD) chránit střídač, pokud je slučovací box (combiner box) daleko?
Pouze částečně. Pokud je slučovací box daleko od střídače, kabel mezi nimi může stále zachytit indukované přepětí. V takovém případě může být vyžadován druhý DC SPD v blízkosti DC vstupu střídače, aby se snížilo přepětí dosahující střídače.
Jaké dokumenty bych měl požadovat od dodavatele DC SPD před jeho použitím ve fotovoltaickém slučovacím boxu?
Vyžádejte si technický list DC SPD, schéma zapojení, jmenovité napětí Ucpv, hodnoty In/Imax nebo Iimp, hodnotu napěťové ochranné hladiny Up, pokyny pro záložní jištění, podrobnosti o indikaci konce životnosti a případně dokumentaci o testování nebo shodě podle normy IEC 61643-31. U venkovních slučovacích boxů rovněž ověřte požadavky na prostředí a krytí.
Nahrazuje DC SPD fotovoltaické pojistky, DC jističe (MCB) nebo DC odpínače?
Ne. DC SPD omezuje přechodné přepětí. Fotovoltaické pojistky nebo DC jističe chrání proti nadproudu tam, kde je to vyžadováno, a DC odpínače zajišťují vypínání nebo izolaci. Tato zařízení plní odlišné funkce a měla by být v návrhu slučovacího boxu nebo DC vstupu střídače vzájemně koordinována.
Závěr
Nejlepší DC SPD pro solární systémy se nevybírá pouze podle nejvyšší hodnoty kA. Vybírá se na základě shody s napětím PV DC, rolí typu 2 nebo typu 1+2, místem instalace, délkou kabelu, délkou přívodních vodičů, návrhem uzemnění/pospojování a příslušnými normami, jako jsou IEC 61643-31 a IEC 61643-32.
Pro většinu kupujících je správné pořadí hodnocení následující:
- Ověřte, zda se bod ochrany nachází na straně DC nebo AC.
- Vypočítejte maximální napětí naprázdno (Voc) FV řetězce za studených podmínek.
- Zvolte vhodnou třídu Ucpv.
- Rozhodněte se mezi typem 2 a typem 1+2 na základě vystavení blesku.
- Umístěte svodič přepětí (SPD) blízko chráněného zařízení a udržujte přívodní vodiče co nejkratší.
- Potvrďte záložní ochranu, indikaci stavu a prostředí krytu.
Pokud vybíráte DC SPD produkty pro FV slučovací boxy, vstupní ochranu střídačů nebo solární rozvaděče, společnost VIOX vám pomůže vybrat správnou řadu SPD. dle skutečné napěťové třídy, místa instalace a požadavků projektu.
