Pokud navrhujete solární pole, znáte zlaté pravidlo elektrotechniky: Vodiče musí být chráněny pojistkami nebo jističe.
Takže, když se ponoříte do Národního elektrotechnického předpisu (NEC) Oddíl 690.9, můžete narazit na klauzuli, která vás zastaví. Naznačuje, že pokud máte dva řetězce solárních panelů zapojené paralelně, tak neprojdou musíte instalovat pojistky.
To se zdá být špatně. Zdá se to jako překlep. Jak může zdroj energie nevyžadovat ochranu?
Vítejte v “Pojistkovém paradoxu.”
Toto pravidlo existuje ne proto, že je NEC laxní v oblasti bezpečnosti, ale proto, že fyzika solárního panelu je zásadně odlišná od baterie nebo sítě. Pochopení tohoto paradoxu je klíčem k odlišení instalatéra, který splňuje “minimální požadavky předpisu”, od skutečného solárního inženýra.
Fyzika: “Kdo koho napadá?”
Abyste pochopili, proč nepotřebujete pojistku, musíte nejprve pochopit, proti čemu pojistka v FV systému vlastně chrání.
Ve standardním domovním obvodu chrání pojistka vodič před dodávat (sítí). Pokud zkratujete vodič, síť dodává nekonečný proud, dokud se vodič neroztaví.
Solární panely jsou jiné. Jsou to “Zdroje s omezeným proudem.”
Pokud máte 10A solární panel a zkratujete jeho kladné a záporné kabely dohromady, nevybuchne. Bude produkovat jen... asi 10-11 ampér (jeho zkratový proud, neboli Isc). Fyzicky nemůže produkovat více proudu, než kolik dovolí slunce.
Proto solární panel se nemůže sám spálit.
Proč tedy vůbec jistíme FV pole? Nechráníme panel před sebou samým. Chráníme ho před jeho sousedy.
Nebezpečí je Zpětný proud. Pokud jeden řetězec selže (např. zkrat uvnitř modulu), další paralelní řetězce budou dodávat svou energii zpět do poškozeného řetězce.
Matematika: Výjimka “2 řetězců”
Pojďme si spočítat matematiku, která umožňuje existenci “Pojistkového paradoxu”.
Proměnné:
- Panel Isc (Zkratový proud): 10 ampér (Útočná síla).
- Maximální jmenovitý proud sériové pojistky: 15 ampér (Obranná síla). To je vytištěno na zadní straně každého solárního panelu. Říká vám to, kolik zpětného proudu panel zvládne, než začne hořet.
Scénář A: 2 řetězce paralelně (Patová situace)
Máte řetězec 1 a řetězec 2 zapojené paralelně.
- Porucha: V řetězci 1 dojde ke zkratu.
- Útok: Řetězec 2 proudí zpětně do řetězce 1.
- Výpočet proudu: Jediným zdrojem proudu je řetězec 2. Takže útočná síla je 10 ampér.
- Výsledek: Útok 10A je menší než limit 15A (Maximální jmenovitý proud sériové pojistky) řetězce 1.
Panel zvládne teplo. Vodič zvládne teplo. Nedojde k požáru.
Verdikt: NEC 690.9 říká Pojistka není nutná.
Scénář B: 3 řetězce paralelně (Přepadení)
Nyní přidáte třetí řetězec.
- Porucha: V řetězci 1 dojde ke zkratu.
- Útok: Řetězec 2 (10A) A Řetězec 3 (10A) oba proudí zpětně do řetězce 1.
- Výpočet proudu: 10A + 10A = 20 ampérů.
- Výsledek: Útok 20A je větší než limit 15A řetězce 1.
Řetězec 1 je nyní přetížen. Přehřívá se. Taje. Střecha se vznítí.
Verdikt: NEC 690.9 říká Pojistky jsou POVINNÉ na každém řetězci.
Nad rámec předpisu: Proč byste měli pojistky používat i tak
Takže, pokud máte systém se 2 řetězci, předpis říká, že můžete ušetřit peníze a vynechat jištění v propojovací skříňce.
Ale zeptejte se jakéhokoli zkušeného servisního technika a ten vám řekne: “Instalujte pojistky i tak.”
Zde je důvod, proč “Minimální požadavek předpisu” není “Nejlepší praxe”.”
1. Noční můra “Horkého odpojení”
Soulad s předpisy je skvělý, dokud nemusíte něco opravit.
Pokud vynecháte pojistkové pouzdro (které obvykle funguje jako odpojovač), vaše stringy jsou pevně propojeny (často pomocí Y-konektorů).
Pokud potřebujete řešit problémy se stringem 1, musíte odpojit konektory MC4. Pokud svítí slunce, je tento obvod pod zátěží. Odpojení konektoru MC4 pod zátěží vytvoří DC oblouk— plazmový plamen, který může roztavit kontakty konektoru a popálit vám ruce.
A VIOX PV Držák pojistky vám dává bezpečný způsob, jak “vypnout” string předtím, než na něm začnete pracovat. Otevřete nosič, obvod se přeruší uvnitř uzavřené komory a jste v bezpečí.
2. Faktor “Připravenost na budoucnost”
Solární systémy rostou. Můžete začít se 2 stringy dnes. O tři roky později možná budete chtít přidat 3. string pro nabíjení elektromobilu.
Pokud jste svůj systém se 2 stringy zapojili napevno bez pojistek (protože “předpisy říkaly, že je nepotřebuji”), přidání 3. stringu náhle učiní celé vaše stávající pole nelegálním a nebezpečným. Musíte vytrhat kabeláž a začít znovu.
Pokud jste nainstalovali Kombinovaný box VIOX s pojistkovými pouzdry od prvního dne, přidání stringu je plug-and-play. Jste již chráněni.
Shrnutí: Nepředstihujte svou bezpečnost
“Pojistkový paradox” je zábavná inženýrská drobnost, ale je to špatná konstrukční filozofie.
Zatímco fyzika systému se 2 stringy vás může uchránit před požárem, vynechání pojistek vás okrádá o kontrolu, bezpečnost a rozšiřitelnost.
- N ≤ 2 stringy: Pojistky jsou volitelné (ale doporučují se pro izolaci).
- N ≥ 3 stringy: Pojistky jsou povinné (pro ochranu proti požáru).
Nestavte jen pro inspekci; stavte pro 20 let provozu, které následují.
Technické Přesnost Poznámka
- Normy:
- NEC 690.9 (Nadproudová ochrana): Definuje požadavky na ochranu zdrojových obvodů FV.
- Výjimka: Pojistky nejsou nutné, pokud zkratové proudy ze všech další zdrojů nepřekračují proudovou zatížitelnost vodičů nebo maximální jmenovitý proud sériové pojistky modulu.
- Vzorec: Obecné pravidlo pro vyžadování pojistek je:
(N - 1) x Isc > Maximální jmenovitý proud sériové pojistky.- Kde N je počet paralelních stringů.
- Isc je zkratový proud panelu (upravený o teplotní/ozářenostní bezpečnostní faktory, obvykle 1,25).
- Řešení VIOX: VIOX vyrábí pojistky 10x38mm gPV speciálně navržené pro přerušení nízko-nadproudových poruch běžných v DC solárních polích, které standardní AC pojistky nemusí vymazat.
