Γρήγορη απάντηση: Πώς επιλέγετε ένα DC SPD για φωτοβολταϊκά;
Επιλέξτε έναν DC SPD για φωτοβολταϊκά επιβεβαιώνοντας πρώτα πέντε στοιχεία: τη μέγιστη τάση ανοικτού κυκλώματος της στοιχειοσειράς PV, εάν η εγκατάσταση απαιτεί προστασία Τύπου 2 ή Τύπου 1+2, πού θα εγκατασταθεί το SPD, πόσο μικρά μπορούν να διατηρηθούν τα καλώδια σύνδεσης του SPD και ποιο πρότυπο ή προδιαγραφή έργου εφαρμόζεται.
Για τα περισσότερα φωτοβολταϊκά συστήματα σε στέγες και εμπορικές εγκαταστάσεις, η διαδρομή επιλογής έχει ως εξής:
| Απόφαση | Πρακτική απάντηση |
|---|---|
| Ποια συσκευή απαιτείται στην πλευρά των φωτοβολταϊκών (PV); | Ένα SPD ονομαστικής τάσης DC για φωτοβολταϊκά, όχι ένα AC SPD |
| Ποια ονομαστική τάση είναι η πιο σημαντική; | Ucpv, επιλεγμένη πάνω από τη μέγιστη τάση ανοικτού κυκλώματος (Voc) της φωτοβολταϊκής στοιχειοσειράς σε συνθήκες ψύχους |
| Τύπου 2 ή Τύπου 1+2; | Τύπου 2 για πολλές εφαρμογές επαγόμενων υπερτάσεων· Τύπου 1+2 όπου η έκθεση σε ρεύματα κεραυνού είναι υψηλότερη |
| Πού εγκαθίσταται; | Στο κουτί συνδυασμού (combiner box), στην είσοδο DC του μετατροπέα ή και στα δύο άκρα μιας μακράς διαδρομής καλωδίων DC |
| Ποια πρότυπα έχουν σημασία; | IEC 61643-31 και IEC 61643-32 για αντικεραυνικά προστασίας (SPD) φωτοβολταϊκών DC· IEC 61643-11 για αντικεραυνικά προστασίας (SPD) πλευράς AC |
| Ποια λεπτομέρεια εγκατάστασης παραλείπεται συχνά; | Κοντοί, απευθείας αγωγοί SPD για τη μείωση της επαγωγικής ανόδου τάσης κατά τη διάρκεια μιας υπέρτασης |
A DC SPD για φωτοβολταϊκά είναι μια διάταξη προστασίας από υπερτάσεις που εγκαθίσταται στην πλευρά συνεχούς ρεύματος (DC) ενός φωτοβολταϊκού συστήματος. Η λειτουργία της είναι να περιορίζει τις μεταβατικές υπερτάσεις που προκαλούνται από υπερτάσεις λόγω κεραυνών, φαινόμενα μεταγωγής ή μεγάλες διαδρομές εξωτερικών καλωδίων, προτού η τάση αυτή φτάσει στον μετατροπέα (inverter), στα ηλεκτρονικά του πίνακα συνδυασμού (combiner box), στον εξοπλισμό παρακολούθησης ή σε άλλα εξαρτήματα της πλευράς DC.
Σε ένα ηλιακό φωτοβολταϊκό σύστημα, η προστασία από υπερτάσεις δεν είναι απλώς ένα εξάρτημα στον πίνακα διανομής AC. Τα φωτοβολταϊκά πλαίσια εγκαθίστανται συχνά σε στέγες, ανοιχτά εδάφη, υπερυψωμένα πλαίσια ή μεγάλες διαδρομές καλωδίων. Αυτοί οι αγωγοί DC μπορούν να συλλέξουν επαγόμενη ενέργεια υπέρτασης κατά τη διάρκεια κοντινής κεραυνικής δραστηριότητας, ακόμη και όταν η συστοιχία δεν χτυπιέται απευθείας. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένας ολοκληρωμένος σχεδιασμός ηλιακής προστασίας λαμβάνει συνήθως υπόψη Την τοποθέτηση του DC SPD, Την τοποθέτηση του AC SPD, τη δρομολόγηση των καλωδίων, την ισοδυναμική σύνδεση, τη γείωση και το επίπεδο αντοχής του μετατροπέα.
Για τους αγοραστές της VIOX και τους κατασκευαστές πινάκων, το πρακτικό ερώτημα είναι απλό: ποιο διάταξη προστασίας από υπερτάσεις θα πρέπει να επιλεγεί για την πλευρά DC του φωτοβολταϊκού συστήματος και πού πρέπει να εγκατασταθεί;
Τι είναι το SPD σε ένα ηλιακό σύστημα;
SPD σημαίνει διάταξη προστασίας από υπερτάσεις. Σε ένα ηλιακό σύστημα, ένα SPD περιορίζει τις αιχμές τάσης μικρής διάρκειας εκτρέποντας το ρεύμα υπέρτασης προς τη γείωση προστασίας ή το σύστημα ισοδυναμικής σύνδεσης. Δεν αντικαθιστά τις ασφάλειες, τους αυτόματους διακόπτες, τους αποζεύκτες ή τη σωστή γείωση. Λειτουργεί σε συνδυασμό με αυτά.
Στα φωτοβολταϊκά συστήματα, τα SPD χωρίζονται συνήθως ανάλογα με τη θέση τους:
| Τοποθεσία SPD | Τυπικός ρόλος | Τυπικός τύπος συσκευής |
|---|---|---|
| Φωτοβολταϊκή συστοιχία ή κουτί συνδυασμού στοιχειοσειρών (string combiner box) | Περιορίζει την ενέργεια υπέρτασης που συλλέγεται από τα εξωτερικά καλώδια στοιχειοσειρών DC | DC SPD, συνήθως Τύπου 2 ή Τύπου 1+2 ανάλογα με την έκθεση σε κεραυνούς |
| Είσοδος DC μετατροπέα | Προστατεύει τον μετατροπέα (inverter) από υπερτάσεις στην πλευρά DC που προέρχονται από τη φωτοβολταϊκή συστοιχία | DC SPD |
| Έξοδος AC του μετατροπέα ή πίνακας διανομής AC | Περιορίζει την υπέρταση στην πλευρά AC που εισέρχεται από το δίκτυο ή την καλωδίωση διανομής | AC SPD |
| Γραμμές παρακολούθησης και επικοινωνίας | Προστατεύει καλώδια δεδομένων, RS485, Ethernet, αισθητήρες ή διεπαφές παρακολούθησης | SPD σήματος/δεδομένων προσαρμοσμένο στον τύπο του σήματος |
Ο σημαντικότερος κανόνας είναι ότι το SPD πρέπει να ταιριάζει με το κύκλωμα που προστατεύει. Μια είσοδος DC φωτοβολταϊκών απαιτεί ένα SPD κατάλληλο για DC φωτοβολταϊκά. Ένας πίνακας διανομής AC απαιτεί ένα SPD AC.
DC SPD έναντι AC SPD για φωτοβολταϊκά: Ποια είναι η διαφορά;
Μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση ενδέχεται να χρειάζεται αντικεραυνική προστασία τόσο DC όσο και AC, αλλά οι συσκευές δεν είναι εναλλάξιμες.
| Σημείο σύγκρισης | DC SPD για φωτοβολταϊκά (PV) | AC SPD για την έξοδο φωτοβολταϊκών/πλευρά δικτύου |
|---|---|---|
| Εγκατεστημένο επί | Φωτοβολταϊκά strings, κουτιά συνδυασμού (combiner boxes), είσοδος DC μετατροπέα | Έξοδος AC μετατροπέα, πίνακας διανομής AC, κεντρικός πίνακας |
| Παράμετρος κύριας τάσης | Ucpv ή μέγιστη συνεχής τάση λειτουργίας DC για φωτοβολταϊκά | Uc ή MCOV για τάση συστήματος AC |
| Τυπική κατεύθυνση προτύπου | IEC 61643-31 για αντικεραυνικά (SPD) συνδεδεμένα στην πλευρά DC φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων· IEC 61643-32 για οδηγίες επιλογής/εφαρμογής | IEC 61643-11 για αντικεραυνικά (SPD) χαμηλής τάσης AC |
| Ζήτημα τόξου και αποζεύξεως | Η συμπεριφορά του τόξου DC είναι πιο απαιτητική επειδή το συνεχές ρεύμα δεν έχει φυσικό μηδενικό πέρασμα | Το εναλλασσόμενο ρεύμα διέρχεται από το μηδέν σε κάθε κύκλο, μεταβάλλοντας τη συμπεριφορά διακοπής |
| Κοινό λάθος | Χρήση αντικεραυνικού προστασίας AC στην πλευρά DC του φωτοβολταϊκού συστήματος | Υπόθεση ότι το αντικεραυνικό της πλευράς AC προστατεύει από μόνο του τη φωτοβολταϊκή συστοιχία και την είσοδο DC του μετατροπέα |
Εάν το σύστημα διαθέτει φωτοβολταϊκά strings που τροφοδοτούν έναν μετατροπέα, το αντικεραυνικό AC στον πίνακα διανομής δεν προστατεύει πλήρως τον μετατροπέα από υπερτάσεις που εισέρχονται μέσω της εισόδου DC. Η προστασία της πλευράς DC πρέπει να αξιολογείται ξεχωριστά.
Αντικεραυνικό DC Τύπου 2 έναντι Τύπου 1+2: Ποιο χρειάζεστε;
Οι περισσότεροι αγοραστές φωτοβολταϊκών ρωτούν αρχικά αν χρειάζονται αντικεραυνικό DC Τύπου 2 ή Τύπου 1+2. Η απάντηση εξαρτάται από την έκθεση σε κεραυνούς, τη διάταξη του συστήματος, την ύπαρξη εξωτερικού συστήματος αντικεραυνικής προστασίας, τη διαδρομή των καλωδίων και τις απαιτήσεις του έργου.
| Κατάσταση φωτοβολταϊκού συστήματος | Προτεινόμενο σημείο εκκίνησης | Γιατί έχει σημασία |
|---|---|---|
| Οικιακά φωτοβολταϊκά στέγης χωρίς εξωτερική αντικεραυνική προστασία και με μέτρια έκθεση | DC SPD Τύπου 2 | Προστατεύει από επαγόμενες υπερτάσεις και μεταβατικά φαινόμενα μεταγωγής |
| Εμπορικά φωτοβολταϊκά στέγης με μεγάλες διαδρομές καλωδίων συνεχούς ρεύματος (DC) | Αντικεραυνική προστασία (SPD) τύπου 2 DC στα κύρια σημεία εισόδου DC· εξετάστε το ενδεχόμενο πολλαπλών σημείων εγκατάστασης | Το μήκος του καλωδίου αυξάνει τον κίνδυνο επαγόμενης υπέρτασης και την περιοχή του βρόχου |
| Φωτοβολταϊκή συστοιχία σε εκτεθειμένη επίγεια βάση, λόφο, ανοιχτό πεδίο ή περιοχή με υψηλή κεραυνική δραστηριότητα | Ενδέχεται να απαιτείται αντικεραυνική προστασία (SPD) τύπου 1+2 DC βάσει της εκτίμησης κινδύνου του σχεδιασμού | Υψηλότερη πιθανότητα εισόδου μερικού κεραυνικού ρεύματος στο σύστημα |
| Το κτίριο διαθέτει εξωτερικό σύστημα αντικεραυνικής προστασίας και δεν είναι δυνατή η τήρηση της απόστασης διαχωρισμού | Συνήθως επιλέγεται αντικεραυνική προστασία (SPD) DC τύπου 1+2 | Το φωτοβολταϊκό σύστημα ενδέχεται να εκτεθεί σε συνιστώσες κεραυνικού ρεύματος |
| Σταθμός μετατροπέων μεγάλης κλίμακας ή υψηλής αξίας | Στρατηγική συντονισμένης προστασίας τύπου 1+2 και τύπου 2 | Ο χρόνος διακοπής λειτουργίας και το κόστος αντικατάστασης δικαιολογούν την πολυεπίπεδη προστασία |
Για μια ευρύτερη επεξήγηση των ρόλων των συσκευών τύπου 1, τύπου 2 και τύπου 3, ανατρέξτε στον οδηγό της VIOX SPD Τύπου 1 έναντι Τύπου 2 έναντι Τύπου 3.
Τεχνική Σημείωση: Ο τύπος δεν είναι το ίδιο με την ονομαστική τάση
Ένα DC SPD Τύπου 2 δεν είναι αυτόματα κατάλληλο για κάθε φωτοβολταϊκό σύστημα. Απαιτείται ακόμα ο σωστός έλεγχος για την τάση Ucpv, τη διαμόρφωση πόλων, τη συμπεριφορά σε βραχυκύκλωμα και τη μέθοδο εγκατάστασης. Μια φωτοβολταϊκή συστοιχία 600V, 1000V και 1500V απαιτούν διαφορετικούς ελέγχους τάσης, ακόμα και αν και τα τρία έργα χρησιμοποιούν προστασία Τύπου 2.
Πώς να επιλέξετε την Ucpv για ένα ηλιακό DC SPD
Η σημαντικότερη παράμετρος τάσης για ένα φωτοβολταϊκό DC SPD είναι Ucpv, η οποία συχνά περιγράφεται ως η μέγιστη συνεχής τάση λειτουργίας για φωτοβολταϊκές εφαρμογές DC. Το SPD πρέπει να παραμένει σταθερό κατά τη διάρκεια της υψηλότερης κανονικής τάσης ανοικτού κυκλώματος της φωτοβολταϊκής συστοιχίας, συμπεριλαμβανομένης της αύξησης της τάσης λόγω ψυχρού καιρού.
Μην επιλέγετε το DC SPD μόνο με βάση την ονομαστική τάση DC του μετατροπέα. Ξεκινήστε από τη μέγιστη τάση ανοικτού κυκλώματος της φωτοβολταϊκής σειράς (string).
Χρησιμοποιήστε αυτή την έννοια:
Voc_max = Nseries x Voc_module_STC x [1 + |betaVoc| x (25 - Tmin)]
Πού:
- Nseries = αριθμός μονάδων συνδεδεμένων σε σειρά ανά στοιχειοσειρά (string)
- Voc_module_STC = τάση ανοικτού κυκλώματος μονάδας υπό τυπικές συνθήκες δοκιμής
- betaVoc = συντελεστής θερμοκρασίας Voc της μονάδας ανά βαθμό Κελσίου, μετατρεπόμενος σε δεκαδική μορφή
- Tmin = ελάχιστη αναμενόμενη θερμοκρασία κυψέλης ή περιβάλλοντος σχεδιασμού, ανάλογα με τη μέθοδο υπολογισμού του έργου
Στη συνέχεια, επιλέξτε ένα DC SPD με ονομαστική τιμή Ucpv πάνω από την υπολογισμένη μέγιστη τάση της στοιχειοσειράς Φ/Β, ακολουθώντας το δελτίο τεχνικών δεδομένων του SPD και το πρότυπο του έργου.
| Κατηγορία φωτοβολταϊκού συστήματος | Τυπική λίστα τάσεων DC SPD | Προσοχή κατά την επιλογή |
|---|---|---|
| Φωτοβολταϊκό σύστημα 600V | Κατηγορία 600V ή κατάλληλη υψηλότερη κατηγορία Ucpv | Επιβεβαιώστε ότι η τάση ανοικτού κυκλώματος (Voc) σε ψυχρές συνθήκες δεν υπερβαίνει την ονομαστική τιμή του SPD |
| Φωτοβολταϊκό σύστημα 1000V | Κατηγορία 1000V ή κατάλληλη υψηλότερη κατηγορία Ucpv | Ελέγξτε το μήκος της στοιχειοσειράς (string) και τον συντελεστή θερμοκρασίας του φωτοβολταϊκού πλαισίου |
| Φωτοβολταϊκό σύστημα 1500V | Κατηγορία αντικεραυνικής προστασίας (SPD) DC για φωτοβολταϊκά 1500V | Επιβεβαιώστε ότι η συσκευή προορίζεται ειδικά για λειτουργία σε φωτοβολταϊκά συστήματα DC 1500V |
Η γκάμα προϊόντων SPD της VIOX περιλαμβάνει οικογένειες DC SPD για κοινές κατηγορίες τάσης φωτοβολταϊκών, συμπεριλαμβανομένων επιλογών 500V, 600V, 800V, 1000V, 1200V και 1500V στο σελίδα προϊόντων VIOX SPD. Το τελικό μοντέλο θα πρέπει να αντιστοιχίζεται με την πραγματική τάση της φωτοβολταϊκής στοιχειοσειράς, το πρότυπο του έργου και το περιβάλλον εγκατάστασης.
Παράδειγμα εφαρμογής: Επιλογή Ucpv για φωτοβολταϊκή στοιχειοσειρά σε ψυχρό κλίμα
Υποθέστε ότι μια φωτοβολταϊκή στοιχειοσειρά έχει συνολική τάση ανοικτού κυκλώματος 900V υπό τυπικές συνθήκες δοκιμής. Ο συντελεστής θερμοκρασίας Voc του πλαισίου είναι -0,31% ανά βαθμό Κελσίου και η ελάχιστη θερμοκρασία σχεδιασμού είναι -10°C.
Η διαφορά θερμοκρασίας από τους 25°C είναι:
25 - (-10) = 35°C
Η αύξηση της τάσης λόγω ψυχρού καιρού είναι:
900V x 0.003 x 35 = 94.5V
Η εκτιμώμενη μέγιστη τάση ανοικτού κυκλώματος της στοιχειοσειράς είναι:
900V + 94.5V = 994.5V
Σε αυτή την περίπτωση, ένα SPD 1000V Ucpv ενδέχεται να βρίσκεται πολύ κοντά στην υπολογισμένη μέγιστη τιμή, ανάλογα με την ανοχή του δελτίου τεχνικών δεδομένων, το περιθώριο ασφαλείας του έργου και τους τοπικούς κανονισμούς σχεδιασμού. Ένα PV DC SPD 1200V θα ήταν συχνά η πιο πρακτική επιλογή, υπό την προϋπόθεση εξέτασης των προδιαγραφών του μετατροπέα και του έργου.
Αυτό το παράδειγμα είναι σκόπιμα απλοποιημένο. Τα πραγματικά έργα πρέπει να χρησιμοποιούν το δελτίο τεχνικών δεδομένων των φωτοβολταϊκών πλαισίων, τα όρια του μετατροπέα, τα τοπικά δεδομένα θερμοκρασίας και το ισχύον πρότυπο σχεδιασμού.
Επιλογή Solar DC SPD ανά τύπο συστήματος
Διαφορετικά φωτοβολταϊκά έργα δεν απαιτούν την ίδια διάταξη αντικεραυνικής προστασίας. Ένα μικρό οικιακό σύστημα στέγης, μια εμπορική στέγη με μεγάλες διαδρομές καλωδίων DC και ένας σταθμός αντιστροφέων μεγάλης κλίμακας έχουν διαφορετικά επίπεδα έκθεσης και προσδοκίες συντήρησης.
| Τύπος φωτοβολταϊκού συστήματος | Τυπική προσέγγιση SPD στην πλευρά DC | Τι να επαληθεύσετε |
|---|---|---|
| Οικιακό φωτοβολταϊκό στέγης | SPD DC τύπου 2 κοντά στην είσοδο DC του αντιστροφέα ή σε κοντινό μικρό πίνακα συνδυασμού | Ucpv, εγχειρίδιο αντιστροφέα, τοπικός κανονισμός, απαίτηση για SPD στην πλευρά AC |
| Εμπορικό φωτοβολταϊκό στέγης | SPD DC τύπου 2 σε πίνακες συνδυασμού και/ή κοντά στις εισόδους του αντιστροφέα | Μήκος διαδρομής καλωδίων, ισοδυναμική σύνδεση, έκθεση σε κεραυνούς σε ταράτσες, κατάσταση περιβλήματος |
| Φωτοβολταϊκή συστοιχία επί εδάφους | Τύπου 2 ή Τύπου 1+2 ανάλογα με την έκθεση και τον κίνδυνο κεραυνοπληξίας | Απόσταση από τον μετατροπέα, πυκνότητα κεραυνών στην περιοχή, γείωση, μεγάλες εξωτερικές καλωδιακές διαδρομές |
| Φωτοβολταϊκό σύστημα με εξωτερικό σύστημα αντικεραυνικής προστασίας | Το DC SPD Τύπου 1+2 αξιολογείται συνήθως στα σημεία εισόδου συνεχούς ρεύματος | Απόσταση διαχωρισμού, ισοδυναμική σύνδεση, πρότυπο αντικεραυνικής προστασίας IEC 62305, προδιαγραφές έργου |
| Σταθμός μετατροπέων μεγάλης κλίμακας (utility-scale) | Διαστρωματωμένη προστασία σε επίπεδο συστοιχίας/συνδυαστή (combiner), εισόδου DC του μετατροπέα και εξόδου AC | Συντονισμός, παρακολούθηση, απομακρυσμένη ένδειξη, εφεδρικά φυσίγγια, πρόσβαση συντήρησης |
| Φωτοβολταϊκά συστήματα σε συνδυασμό με αποθήκευση ενέργειας σε μπαταρίες | Η στρατηγική των DC SPD πρέπει να εξετάζεται ξεχωριστά για την πλευρά των φωτοβολταϊκών, την πλευρά των μπαταριών και την πλευρά του μετατροπέα/μετατροπέα ισχύος | Κατηγορία τάσης DC, ρεύμα σφάλματος, συμβατότητα συσκευών, απαιτήσεις προμηθευτή BESS |
Ο σκοπός αυτού του πίνακα δεν είναι να αντικαταστήσει τη μελέτη μηχανικού. Βοηθά τους αγοραστές να θέτουν καλύτερα ερωτήματα RFQ πριν επιλέξουν ένα συγκεκριμένο μοντέλο DC SPD.
Διάγραμμα σύνδεσης DC SPD για φωτοβολταϊκά συστήματα
Ένα σωστό διάγραμμα σύνδεσης ηλιακού DC SPD πρέπει να δείχνει καθαρά μία βασική ιδέα: το SPD συνδέεται παράλληλα με το κύκλωμα DC του φωτοβολταϊκού, όχι σε σειρά με τη διαδρομή του ρεύματος φορτίου.
Το ρεύμα της φωτοβολταϊκής στοιχειοσειράς ρέει μέσω του κανονικού κυκλώματος DC προς τον μετατροπέα. Το SPD παρέχει μια διαδρομή εκτροπής υπέρτασης από τους αγωγούς DC προς τη γείωση προστασίας ή το σύστημα ισοδυναμικής σύνδεσης όταν εμφανίζεται παροδική υπέρταση.
| Στοιχείο διαγράμματος | Σωστή αναπαράσταση | Κοινό λάθος |
|---|---|---|
| Αγωγοί PV+ και PV- | Συνέχεια μέσω της προστασίας DC και της απομόνωσης προς την είσοδο του μετατροπέα | Σχεδίαση του SPD σαν να μεταφέρει το κανονικό ρεύμα της στοιχειοσειράς σε σειρά |
| DC SPD | Συνδέεται μεταξύ των αγωγών Φ/Β και της γείωσης προστασίας (PE)/ισοδυναμικής σύνδεσης σύμφωνα με τη διαμόρφωση του συστήματος | Σύνδεση μόνο ενός πόλου όπου το σύστημα απαιτεί πολυπολική προστασία |
| Ζυγός γείωσης προστασίας ή ισοδυναμικής σύνδεσης | Εμφανίζεται ως μια σύντομη διαδρομή χαμηλής σύνθετης αντίστασης κοντά στο SPD | Μακρύς πράσινος/κίτρινος αγωγός δρομολογημένος γύρω από το περίβλημα για λόγους τακτοποίησης |
| Κουτί συνδυασμού (combiner box) ή είσοδος συνεχούς ρεύματος (DC) του μετατροπέα | Εμφανίζεται ως το φυσικό σημείο εγκατάστασης | Τοποθέτηση του SPD σε μεγάλη απόσταση από τον προστατευόμενο εξοπλισμό |
| AC SPD | Εμφανίζεται ξεχωριστά στην έξοδο του μετατροπέα ή στον πίνακα εναλλασσόμενου ρεύματος (AC). | Υποθέτοντας ότι ένα αντικεραυνικό AC προστατεύει ολόκληρη την πλευρά συνεχούς ρεύματος (DC) του φωτοβολταϊκού συστήματος. |
Για ένα τυπικό φωτοβολταϊκό σύστημα, το διάγραμμα θα πρέπει κανονικά να δείχνει τα εξής επίπεδα προστασίας:
- Τα φωτοβολταϊκά strings εισέρχονται σε ένα ηλιακό κουτί συνδυαστή.
- Το κουτί συνδυασμού (combiner box) περιλαμβάνει ασφάλειες DC ή αυτόματους διακόπτες DC όπου απαιτείται, έναν αποζεύκτη DC ή διακόπτη φορτίου και ένα αντικεραυνικό DC.
- Η συνδυασμένη έξοδος DC οδηγείται στην είσοδο DC του μετατροπέα.
- Εάν η διαδρομή DC είναι μεγάλη, εγκαθίσταται ένα επιπλέον αντικεραυνικό DC κοντά στην είσοδο του μετατροπέα.
- Η έξοδος AC του μετατροπέα προστατεύεται ξεχωριστά με ένα κατάλληλο αντικεραυνικό AC στον πίνακα διανομής AC ή στον πίνακα εξόδου του μετατροπέα.
Πού να εγκαταστήσετε το DC SPD σε ένα ηλιακό σύστημα
Η τοποθέτηση του SPD είναι εξίσου σημαντική με την επιλογή του. Ένα σωστά βαθμονομημένο SPD με κακή τοποθέτηση ή μακριά καλώδια μπορεί να επιτρέψει σε υψηλή υπολειπόμενη τάση να φτάσει στον μετατροπέα.
| Σημείο εγκατάστασης | Πότε χρησιμοποιείται | Πρακτική σημείωση επιλογής |
|---|---|---|
| Μέσα στο κουτί συνδυασμού φωτοβολταϊκών (PV combiner box) | Συστήματα πολλαπλών στοιχειοσειρών, εξωτερικό σημείο σύνδεσης συστοιχίας, μεγάλες διαδρομές καλωδίων | Συχνά η καλύτερη τοποθεσία για τον έλεγχο υπέρτασης DC στην πλευρά της συστοιχίας |
| Κοντά στην είσοδο DC του μετατροπέα | Προστασία των ηλεκτρονικών του μετατροπέα από εισερχόμενες υπερτάσεις συνεχούς ρεύματος (DC) των φωτοβολταϊκών | Ιδιαίτερα σημαντικό όταν ο μετατροπέας βρίσκεται σε μεγάλη απόσταση από τη συστοιχία |
| Και στα δύο άκρα, της συστοιχίας/κιβωτίου συνδυασμού και του μετατροπέα | Μεγάλη απόσταση καλωδίωσης DC μεταξύ συστοιχίας και μετατροπέα | Βοηθά στον περιορισμό της τάσης υπέρτασης και στα δύο άκρα του καλωδίου |
| Πίνακας διανομής AC | Προστασία από υπερτάσεις στην πλευρά του δικτύου ή στην έξοδο του μετατροπέα | Απαιτείται AC SPD (αντικεραυνικό προστασίας AC), όχι DC SPD |
| Ερμάριο επικοινωνίας ή διεπαφή παρακολούθησης | Γραμμές δεδομένων, απομακρυσμένη παρακολούθηση, RS485, Ethernet, αισθητήρες | Απαιτείται SPD σήματος που να ταιριάζει με τον τύπο της γραμμής δεδομένων |
Η υπάρχουσα διάταξη προστασίας Φ/Β μπορεί επίσης να περιλαμβάνει MCB DC και Διακόπτης απομονωτή DC. Αυτές οι συσκευές επιτελούν διαφορετικές εργασίες από το SPD. Ο αυτόματος διακόπτης DC (DC MCB) προστατεύει από υπερένταση στο σωστό πλαίσιο εφαρμογής, ο αποζεύκτης παρέχει μεταγωγή/απομόνωση και το SPD περιορίζει την παροδική υπέρταση.
Ο κανόνας των 10 μέτρων: Όταν ένα DC SPD δεν είναι αρκετό
Σε πολλά σχέδια Φ/Β, η απόσταση μεταξύ της Φ/Β συστοιχίας και του μετατροπέα καθορίζει εάν μια ενιαία θέση DC SPD είναι αρκετή. Ένας κοινός κανόνας σχεδιασμού είναι:
- Εάν η απόσταση του καλωδίου DC μεταξύ της συστοιχίας και του μετατροπέα είναι μικρή, ένα DC SPD κοντά στην είσοδο του μετατροπέα ή στο κοντινό κουτί συνδυασμού (combiner box) μπορεί να είναι επαρκές, ανάλογα με τη διάταξη του συστήματος.
- Εάν η διαδρομή του καλωδίου DC υπερβαίνει τα 10 μέτρα περίπου, θα πρέπει να εξεταστεί η προστασία και στα δύο άκρα: ένα SPD κοντά στη φωτοβολταϊκή συστοιχία ή στο κουτί συνδυασμού (combiner box) και ένα άλλο κοντά στην είσοδο DC του μετατροπέα.
Ο λόγος δεν είναι μόνο η απόσταση. Τα μακριά εξωτερικά καλώδια μπορούν να συλλέξουν επαγόμενη υπέρταση και μια υπέρταση που εισέρχεται από το ένα άκρο μπορεί να προκαλέσει καταστροφική τάση στο άλλο άκρο, εάν το σημείο προστασίας βρίσκεται πολύ μακριά.
Για εργασίες EPC και κατασκευής πινάκων, αντιμετωπίστε τον κανόνα των 10 μέτρων ως σημείο ελέγχου σχεδιασμού και όχι ως υποκατάστατο των προτύπων του έργου, της αξιολόγησης κινδύνου κεραυνού ή των απαιτήσεων του κατασκευαστή του μετατροπέα.
Διατηρήστε το μήκος των καλωδίων του DC SPD μικρό
Η καλωδίωση του SPD αποτελεί διαδρομή υπέρτασης υψηλής συχνότητας. Κατά τη διάρκεια μιας ταχείας υπέρτασης, κάθε επιπλέον εκατοστό αγωγού προσθέτει επαγωγική πτώση τάσης. Η βασική φυσική είναι:
V = L x di/dt
Πού:
- V είναι η επαγωγική αύξηση τάσης που προστίθεται από το καλώδιο
- L είναι η επαγωγή της καλωδίωσης
- di/dt είναι ο ρυθμός ανόδου του ρεύματος υπέρτασης
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα όμορφα τοποθετημένο καλώδιο SPD μπορεί να έχει κακή απόδοση εάν σχηματίζει έναν μεγάλο βρόχο γύρω από το ερμάριο. Στην πρακτική εγκατάστασης βάσει προτύπων IEC, το συνολικό μήκος σύνδεσης γύρω από τη διαδρομή προστασίας του SPD διατηρείται συνήθως όσο το δυνατόν μικρότερο, με τα 0,5m να χρησιμοποιούνται συχνά ως βασικός στόχος για αποτελεσματικές συνδέσεις SPD.
Πρακτικές οδηγίες εγκατάστασης:
- Τοποθετήστε το SPD κοντά στους αγωγούς και τη ζυγοστάθμιση ισοδυναμικής σύνδεσης που προστατεύει.
- Αποφύγετε τους μεγάλους βρόχους μεταξύ του SPD και του αγωγού PE/ισοδυναμικής σύνδεσης.
- Αποφύγετε τις απότομες κάμψεις όπου είναι δυνατόν.
- Διατηρήστε τις διαδρομές θετικού, αρνητικού και ισοδυναμικής σύνδεσης συμπαγείς και άμεσες.
- Χρησιμοποιήστε διατομές αγωγών και εφεδρική προστασία σύμφωνα με τις απαιτήσεις του κατασκευαστή του SPD και τον ισχύοντα κανονισμό.
Πώς να επιλέξετε ονομαστικά μεγέθη DC SPD για φωτοβολταϊκά συστήματα
Κατά τη σύγκριση τεχνικών φυλλαδίων για DC SPD, μην επιλέγετε με βάση έναν μόνο αριθμό. Η επιλογή πρέπει να λαμβάνει υπόψη την τάση, την ικανότητα ρεύματος υπέρτασης, το επίπεδο προστασίας, τη συμπεριφορά σε βραχυκύκλωμα και την ορατότητα συντήρησης.
| Παράμετρος | Τι σημαίνει | Γιατί είναι σημαντικό στα φωτοβολταϊκά συστήματα |
|---|---|---|
| Ucpv | Μέγιστη συνεχής τάση λειτουργίας για χρήση σε φωτοβολταϊκά DC | Πρέπει να υπερβαίνει τη μέγιστη τάση ανοικτού κυκλώματος των φωτοβολταϊκών υπό συνθήκες ψύχους |
| Στο | Ονομαστικό ρεύμα εκφόρτισης, συνήθως για επαναλαμβανόμενα συμβάντα υπερτάσεων | Υποδεικνύει την ανθεκτικότητα σε επαναλαμβανόμενες επαγόμενες υπερτάσεις |
| Imax | Μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης για το πλαίσιο δοκιμής SPD Τύπου 2 | Βοηθά στη σύγκριση της διαχείρισης αιχμών υπέρτασης εντός της ίδιας κατηγορίας συσκευών |
| Iimp | Ρεύμα κρούσης για συσκευές Τύπου 1 ή Τύπου 1+2 | Σχετικό όπου ενδέχεται να υπάρχει μερικό ρεύμα κεραυνού |
| Επάνω | Επίπεδο προστασίας τάσης | Χαμηλότερο Up σημαίνει γενικά χαμηλότερη τάση διέλευσης, αλλά πρέπει να αξιολογείται σε συνδυασμό με τον συντονισμό και το μήκος των καλωδίων εγκατάστασης |
| Κατεύθυνση Iscpv / SCCR | Συμπεριφορά βραχυκύκλωσης ή αντοχή ρεύματος με την απαιτούμενη εφεδρική προστασία | Κρίσιμο, διότι το ρεύμα σφάλματος DC στα φωτοβολταϊκά και η συμπεριφορά αποσύνδεσης διαφέρουν από τα συστήματα AC |
| Διαμόρφωση πόλου | 2P, 3P ή διαμόρφωση φωτοβολταϊκών ειδική για την εφαρμογή | Πρέπει να ταιριάζει με γειωμένη, μη γειωμένη ή ειδική καλωδίωση DC φωτοβολταϊκών συστήματος |
| Ένδειξη κατάστασης | Οπτική ένδειξη και προαιρετική απομακρυσμένη σηματοδότηση | Βοηθά τις ομάδες συντήρησης να γνωρίζουν πότε το φυσίγγιο του SPD έχει φτάσει στο τέλος της διάρκειας ζωής του |
Μην συγκρίνετε τις ονομαστικές τιμές kA χωρίς το κατάλληλο πλαίσιο
Είναι δελεαστικό να επιλέξετε τον μεγαλύτερο αριθμό kA σε μια σελίδα προϊόντος. Αυτή δεν είναι πάντα η καλύτερη μέθοδος επιλογής. Μια υψηλότερη ονομαστική τιμή ρεύματος υπέρτασης μπορεί να είναι χρήσιμη, αλλά μόνο όταν η συσκευή αντιστοιχεί επίσης στις απαιτήσεις Ucpv, Up, βραχυκύκλωσης, ταξινόμησης τύπου, θέσης εγκατάστασης και συντονισμού με την προστασία ανάντη/κατάντη.
DC SPD Τύπου 1+2 για φωτοβολταϊκά: Πότε έχει νόημα
Ένα DC SPD Τύπου 1+2 συνδυάζει χαρακτηριστικά ρεύματος κεραυνού και περιορισμού υπέρτασης σε μία οικογένεια συσκευών. Σε φωτοβολταϊκά έργα, είναι πιο σχετικό όταν η πλευρά DC ενδέχεται να εκτεθεί σε υψηλότερη ενέργεια υπέρτασης.
Εξετάστε το DC SPD Τύπου 1+2 όταν:
- Το κτίριο διαθέτει εξωτερικό σύστημα αντικεραυνικής προστασίας.
- Η καλωδίωση της φωτοβολταϊκής συστοιχίας δεν μπορεί να διατηρήσει επαρκή απόσταση από το σύστημα αντικεραυνικής προστασίας.
- Η συστοιχία είναι εγκατεστημένη σε εκτεθειμένη τοποθεσία σε ανοιχτό πεδίο ή στην κορυφή λόφου.
- Η τοποθεσία παρουσιάζει υψηλή πυκνότητα κεραυνικών πληγμάτων ή υψηλό κόστος διακοπής λειτουργίας.
- Οι προδιαγραφές του έργου απαιτούν αντικεραυνική προστασία (SPD) ικανή να διαχειριστεί ρεύματα κεραυνού.
Χρησιμοποιήστε DC SPD Τύπου 2 όταν:
- Το έργο απαιτεί κυρίως προστασία από επαγωγικές υπερτάσεις και μεταβατικά φαινόμενα μεταγωγής.
- Δεν υπάρχει εξωτερικό σύστημα αντικεραυνικής προστασίας που να επηρεάζει τη φωτοβολταϊκή συστοιχία.
- Ο κατασκευαστής του μετατροπέα ή ο σχεδιασμός του έργου ορίζει αντικεραυνική προστασία DC Τύπου 2.
- Προστίθεται προστασία εντός ενός κουτιού συνδυασμού (combiner box) ή ενός πίνακα συνεχούς ρεύματος (DC) στην πλευρά του μετατροπέα για τυπική προστασία φωτοβολταϊκών συστημάτων σε στέγες ή εμπορικές εγκαταστάσεις.
IEC 61643-31 και IEC 61643-32: Ποια πρότυπα έχουν σημασία;
Για την προστασία από υπερτάσεις σε φωτοβολταϊκά συστήματα DC, η βασική κατεύθυνση του προτύπου IEC είναι η σειρά IEC 61643:
- IEC 61643-31 καλύπτει τις απαιτήσεις και τις μεθόδους δοκιμών για τα SPD που συνδέονται στην πλευρά DC των φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων.
- IEC 61643-32 παρέχει αρχές επιλογής και εφαρμογής για τα SPD που συνδέονται στην πλευρά DC των φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων.
- IEC 61643-11 εφαρμόζεται σε SPD που συνδέονται σε συστήματα τροφοδοσίας εναλλασσόμενου ρεύματος (AC) χαμηλής τάσης.
Αυτή η διάκριση είναι σημαντική επειδή ένα SPD DC για φωτοβολταϊκά δεν είναι απλώς ένα SPD AC με διαφορετική ετικέτα. Το πλαίσιο δοκιμών, η συμπεριφορά της τάσης, οι απαιτήσεις αποσύνδεσης και οι κίνδυνοι εφαρμογής διαφέρουν.
Για έργα στη Βόρεια Αμερική, ενδέχεται να είναι σχετικά και το πρότυπο UL 1449 καθώς και οι τοπικοί ηλεκτρολογικοί κανονισμοί. Για οποιαδήποτε αγορά, ο μηχανικός του έργου πρέπει να επιβεβαιώνει την ακριβή έκδοση του προτύπου, την τοπική υιοθέτηση, τις απαιτήσεις του εγχειριδίου του μετατροπέα και τις απαιτήσεις της αρμόδιας αρχής.
Έγγραφα που πρέπει να ζητηθούν πριν από την έγκριση ενός φωτοβολταϊκού DC SPD
Για προμήθειες B2B, η πιο ασφαλής ερώτηση δεν είναι μόνο “ποια είναι η τιμή;” αλλά “ποια τεκμηρίωση αποδεικνύει ότι αυτό το SPD είναι κατάλληλο για εφαρμογές φωτοβολταϊκών DC;”
| Έγγραφο ή αποδεικτικό στοιχείο | Γιατί έχει σημασία |
|---|---|
| Φύλλο δεδομένων (datasheet) του DC SPD | Επιβεβαιώνει τα Ucpv, In, Imax, Iimp (εάν ισχύει), Up, τη διαμόρφωση πόλων και τη μέθοδο σύνδεσης |
| Τεκμηρίωση δοκιμής ή συμμόρφωσης κατά το πρότυπο IEC 61643-31 | Βοηθά στην επαλήθευση ότι η συσκευή προορίζεται για αντικεραυνική προστασία φωτοβολταϊκών DC και όχι μόνο για χρήση σε SPD χαμηλής τάσης AC |
| Διάγραμμα καλωδίωσης από τον κατασκευαστή | Αποτρέπει την εσφαλμένη σύνδεση πόλων, τη λανθασμένη δρομολόγηση PE και την ακατάλληλη διαμόρφωση γείωσης |
| Οδηγίες εφεδρικής προστασίας | Επιβεβαιώνει εάν απαιτείται ασφάλεια ανάντη, αυτόματος διακόπτης DC (DC MCB) ή άλλη προστασία |
| Περιγραφή ένδειξης τέλους διάρκειας ζωής | Επιβεβαιώνει το οπτικό παράθυρο, τη συμπεριφορά της αποσπώμενης φύσιγγας και την προαιρετική απομακρυσμένη επαφή |
| Καθοδήγηση σχετικά με το περιβάλλον και το περίβλημα | Σημαντικό για εξωτερικά κουτιά συνδυασμού (combiner boxes), υψηλή θερμότητα, υγρασία, παραθαλάσσιες τοποθεσίες και κίνδυνο συμπύκνωσης |
Εάν ο προμηθευτής δεν μπορεί να δηλώσει με σαφήνεια εάν το προϊόν προορίζεται για χρήση σε φωτοβολταϊκά DC, ο αγοραστής δεν πρέπει να το αντιμετωπίζει ως ηλιακό απαγωγέα υπερτάσεων DC (SPD).
Συνήθη λάθη κατά την εγκατάσταση αντικεραυνικών προστασίας (SPD) σε φωτοβολταϊκά συστήματα
Λάθος 1: Χρήση αντικεραυνικού AC στην πλευρά DC
Πρόκειται για το πιο επικίνδυνο σφάλμα επιλογής. Τα κυκλώματα φωτοβολταϊκών DC απαιτούν αντικεραυνική προστασία ειδικά σχεδιασμένη για DC. Ένα αντικεραυνικό AC ενδέχεται να μην μπορεί να διαχειριστεί με ασφάλεια την τάση και τη συμπεριφορά διακοπής του συνεχούς ρεύματος ενός φωτοβολταϊκού κυκλώματος.
Λάθος 2: Επιλογή πολύ χαμηλής τιμής Ucpv
Ο ψυχρός καιρός αυξάνει την τάση ανοικτού κυκλώματος (Voc) των φωτοβολταϊκών. Εάν η ονομαστική τάση του αντικεραυνικού επιλεγεί με βάση την ονομαστική τάση του συστήματος αντί για την υπολογισμένη μέγιστη τιμή Voc, το αντικεραυνικό μπορεί να υποστεί καταπόνηση κατά την κανονική λειτουργία.
Λάθος 3: Προστασία μόνο της πλευράς AC
Ένα αντικεραυνικό AC στον πίνακα διανομής είναι χρήσιμο, αλλά δεν αναιρεί την ανάγκη αξιολόγησης της έκθεσης σε υπερτάσεις στην πλευρά DC. Οι είσοδοι DC των αντιστροφέων (inverters) είναι συχνά τα πιο ακριβά ηλεκτρονικά εξαρτήματα που συνδέονται απευθείας με μακρά εξωτερικά καλώδια φωτοβολταϊκών.
Λάθος 4: Εγκατάσταση του αντικεραυνικού σε πολύ μεγάλη απόσταση από τον προστατευόμενο εξοπλισμό
Ένα μακρύ καλώδιο μεταξύ του SPD και της εισόδου του μετατροπέα μειώνει την ποιότητα προστασίας. Το SPD πρέπει να τοποθετείται κοντά στον εξοπλισμό ή στο σημείο εισόδου του καλωδίου που προστατεύει.
Λάθος 5: Μακριά καλώδια και μεγάλοι βρόχοι καλωδίωσης
Τα καλώδια του SPD δεν αποτελούν κανονική καλωδίωση ισχύος χαμηλής συχνότητας κατά τη διάρκεια μιας υπέρτασης. Τα μακριά καλώδια προσθέτουν επαγωγική τάση. Διατηρήστε τη διαδρομή της υπέρτασης σύντομη, άμεση και συμπαγή.
Λάθος 6: Αγνοώντας τα σήματα απομακρυσμένης κατάστασης
Σε εμπορικά φωτοβολταϊκά πάρκα, μια αστοχία της φύσιγγας του SPD μπορεί να παραμείνει απαρατήρητη εάν η συσκευή διαθέτει μόνο οπτική ένδειξη μέσα σε κλειστό κουτί. Οι επαφές απομακρυσμένης σηματοδότησης μπορούν να βοηθήσουν τις ομάδες συντήρησης να εντοπίσουν την κατάσταση τέλους ζωής χωρίς να περιμένουν τον επόμενο χειροκίνητο έλεγχο.
Λάθος 7: Κακός σχεδιασμός εξωτερικού περιβλήματος
Τα εξωτερικά κουτιά συνδυασμού (combiner boxes) εκτίθενται σε θερμότητα, υπεριώδη ακτινοβολία, υγρασία και συμπύκνωση. Ένα DC SPD εγκατεστημένο σε ένα κακώς σχεδιασμένο περίβλημα μπορεί να παλαιώσει ταχύτερα, ακόμη και αν η ονομαστική τιμή του SPD φαίνεται σωστή. Για εξωτερικά ηλιακά ερμάρια, ελέγξτε την ονομαστική τιμή του περιβλήματος, τις θερμικές συνθήκες, τη στεγανοποίηση των στυπιοθλιπτών καλωδίων, τον έλεγχο συμπύκνωσης και την πρόσβαση συντήρησης.
Λίστα ελέγχου επιλογής DC SPD για αγοραστές ηλιακών συστημάτων
Χρησιμοποιήστε αυτή τη λίστα ελέγχου πριν ζητήσετε τιμή ή εγκρίνετε έναν σχεδιασμό αντικεραυνικής προστασίας (SPD) φωτοβολταϊκών.
| Στοιχείο ελέγχου | Τι πρέπει να επιβεβαιωθεί |
|---|---|
| Τάση φωτοβολταϊκού συστήματος | 600V, 1000V, 1200V, 1500V ή κατηγορία DC ειδική για το έργο |
| Μέγιστη τάση ανοικτού κυκλώματος (Voc) φωτοβολταϊκής στοιχειοσειράς | Συμπεριλάβετε τη διόρθωση για χαμηλές θερμοκρασίες, όχι μόνο την ονομαστική τάση |
| Τύπος SPD | Τύπου 2 ή Τύπου 1+2 βάσει της έκθεσης σε κεραυνούς και του σχεδιασμού του έργου |
| Σημείο εγκατάστασης | Κουτί συνδυασμού (combiner box), είσοδος DC μετατροπέα, και στα δύο άκρα ή έξοδος AC |
| Πλευρά DC έναντι πλευράς AC | DC SPD για είσοδο φωτοβολταϊκών (PV)· AC SPD για έξοδο αντιστροφέα (inverter) ή πλευρά δικτύου |
| Ucpv | Πρέπει να είναι κατάλληλο για την υπολογισμένη μέγιστη τάση DC των φωτοβολταϊκών |
| Επάνω | Πρέπει να συντονίζεται με το επίπεδο αντοχής του προστατευόμενου εξοπλισμού και το μήκος των αγωγών |
| In / Imax / Iimp | Να αντιστοιχεί στο επίπεδο έκθεσης, την ταξινόμηση τύπου και τις προδιαγραφές του έργου |
| Συμπεριφορά σε βραχυκύκλωμα | Επιβεβαιώστε τις απαιτήσεις εφεδρικής προστασίας ή Iscpv/SCCR από το δελτίο τεχνικών δεδομένων |
| Διαμόρφωση πόλου | Να αντιστοιχεί σε γειωμένη, αιωρούμενη ή ειδική για το σύστημα καλωδίωση φωτοβολταϊκών |
| Ένδειξη κατάστασης | Οπτική ένδειξη, αντικαταστάσιμη φύσιγγα, απομακρυσμένη επαφή εάν απαιτείται |
| Πρότυπα | IEC 61643-31/32, UL 1449 ή τοπικές απαιτήσεις ανάλογα με την αγορά |
Προτεινόμενη μορφή προδιαγραφών για φωτοβολταϊκά SPD
Για σαφέστερα αιτήματα προσφορών (RFQ), μην γράφετε μόνο “τιμή ηλιακού SPD”. Στείλτε μια προδιαγραφή που να περιλαμβάνει τις πραγματικές συνθήκες σχεδιασμού.
Παράδειγμα μορφής RFQ:
| Πεδίο RFQ | Παράδειγμα εισαγωγής |
|---|---|
| Εφαρμογή | Φωτοβολταϊκά στέγης / φωτοβολταϊκά επί εδάφους / εμπορικός σταθμός αντιστροφέων |
| Τάση φωτοβολταϊκού συστήματος | 1000V DC ή 1500V DC |
| Μέγιστη τάση ανοικτού κυκλώματος (Voc) στοιχειοσειράς | Υπολογιζόμενη τιμή υπό ελάχιστη θερμοκρασία |
| Τύπος SPD | DC SPD Τύπου 2 ή DC SPD Τύπου 1+2 |
| Σημείο εγκατάστασης | Κουτί συνδυασμού (Combiner box) ή/και είσοδος DC μετατροπέα |
| Διαμόρφωση πόλου | 2P, 3P, ή ειδικό για το έργο |
| Απαιτούμενη τυπική κατεύθυνση | IEC 61643-31, UL 1449, ή τοπική απαίτηση |
| Παρακολούθηση κατάστασης | Μόνο οπτική ένδειξη ή επαφή απομακρυσμένης σηματοδότησης |
| Κατάσταση περιβλήματος | Εσωτερικός χώρος μετατροπέα, εξωτερικό κουτί συνδυασμού, παραθαλάσσια τοποθεσία, υψηλή θερμότητα |
Αυτή η μορφή βοηθά τη VIOX ή οποιονδήποτε εξουσιοδοτημένο προμηθευτή να επιλέξει τη σωστή οικογένεια DC SPD, αντί να προσφέρει μια συσκευή που αντιστοιχεί μόνο σε μία λέξη-κλειδί.
ΣΥΧΝΈΣ ΕΡΩΤΉΣΕΙΣ
Μπορεί ένα SPD να προστατεύσει τόσο την πλευρά DC του φωτοβολταϊκού όσο και την πλευρά εξόδου AC;
Όχι. Ένα DC SPD προστατεύει την πλευρά εισόδου του φωτοβολταϊκού, ενώ ένα AC SPD προστατεύει την έξοδο του μετατροπέα ή την πλευρά του δικτύου/διανομής. Ένας ολοκληρωμένος σχεδιασμός αντικεραυνικής προστασίας για φωτοβολταϊκά συστήματα αξιολογεί συχνά και τις δύο πλευρές, καθώς η ενέργεια της υπέρτασης μπορεί να εισέλθει μέσω των εξωτερικών καλωδίων DC ή μέσω του δικτύου διανομής AC.
Πώς μπορώ να γνωρίζω αν πρέπει να εγκαταστήσω ένα ή δύο DC SPD;
Ελέγξτε την απόσταση μεταξύ της φωτοβολταϊκής συστοιχίας ή του κουτιού συνδυασμού και του μετατροπέα. Εάν η διαδρομή του καλωδίου DC είναι μικρή, ένα σωστά τοποθετημένο DC SPD μπορεί να είναι αρκετό, ανάλογα με τον σχεδιασμό του συστήματος. Εάν η διαδρομή του καλωδίου DC είναι μεγάλη, συνήθως περίπου 10 μέτρα ή περισσότερο, οι μηχανικοί συχνά αξιολογούν την τοποθέτηση SPD και στα δύο άκρα: ένα κοντά στη συστοιχία ή το κουτί συνδυασμού και ένα κοντά στην είσοδο DC του μετατροπέα.
Τι συμβαίνει εάν η τιμή Ucpv είναι χαμηλότερη από την πραγματική τάση της φωτοβολταϊκής στοιχειοσειράς;
Το SPD ενδέχεται να εκλάβει την κανονική τάση λειτουργίας του φωτοβολταϊκού ως κατάσταση υπέρτασης. Αυτό μπορεί να προκαλέσει υπερθέρμανση, πρόωρη λήξη της διάρκειας ζωής, εσφαλμένη ένδειξη βλάβης ή επικίνδυνο τρόπο αστοχίας. Η τιμή Ucpv πρέπει να επιλέγεται πάνω από τη μέγιστη τάση ανοικτού κυκλώματος της φωτοβολταϊκής στοιχειοσειράς σε συνθήκες ψύχους, και όχι μόνο πάνω από την ονομαστική τάση του μετατροπέα.
Γιατί το μήκος των καλωδίων έχει σημασία εάν το SPD έχει χαμηλή τιμή Up;
Η τιμή Up στο δελτίο τεχνικών δεδομένων του SPD μετράται υπό τυποποιημένες συνθήκες δοκιμής. Στον πραγματικό πίνακα, τα μακριά καλώδια προσθέτουν επαγωγική τάση κατά τη διάρκεια μιας γρήγορης υπέρτασης. Η πραγματική τάση διέλευσης στον μετατροπέα μπορεί να είναι υψηλότερη από την αναγραφόμενη τιμή Up του SPD, εάν η διαδρομή της καλωδίωσης είναι μακριά, σχηματίζει βρόχους ή δεν είναι σωστά γειωμένη.
Είναι το DC SPD Τύπου 1+2 πάντα καλύτερο από το DC SPD Τύπου 2;
Όχι πάντα. Το Τύπου 1+2 είναι χρήσιμο όπου αναμένεται έκθεση σε ρεύμα κεραυνού, όπως σε συστήματα με εξωτερική αντικεραυνική προστασία ή σε φωτοβολταϊκά πλαίσια με υψηλή έκθεση. Για πολλά τυπικά φωτοβολταϊκά συστήματα σε στέγες ή εμπορικές εγκαταστάσεις, όπου οι επαγόμενες υπερτάσεις αποτελούν την κύρια ανησυχία, ένα σωστά επιλεγμένο DC SPD Τύπου 2 μπορεί να είναι η κατάλληλη επιλογή. Η απόφαση πρέπει να βασίζεται στον κίνδυνο κεραυνοπληξίας του έργου και στις τοπικές απαιτήσεις σχεδιασμού.
Πρέπει το DC SPD να εγκαθίσταται πριν ή μετά τον αποζεύκτη DC;
Η ακριβής θέση εξαρτάται από τον σχεδιασμό του κουτιού συνδυασμού (combiner box) ή της εισόδου του μετατροπέα και το διάγραμμα καλωδίωσης του κατασκευαστή. Το σημαντικό είναι ότι το SPD πρέπει να συνδέεται κοντά στους προστατευόμενους αγωγούς και στη μπάρα ισοδυναμικής σύνδεσης με κοντά καλώδια. Δεν πρέπει να τοποθετείται μακριά μόνο και μόνο επειδή είναι πιο βολικό για τη διάταξη του πίνακα.
Τι απομακρυσμένο σήμα πρέπει να παρέχει ένα ηλιακό DC SPD για εμπορικά φωτοβολταϊκά συστήματα;
Τα εμπορικά και βιομηχανικά φωτοβολταϊκά συστήματα χρησιμοποιούν συχνά SPD με οπτικό παράθυρο κατάστασης και προαιρετική επαφή απομακρυσμένης σηματοδότησης, η οποία συνήθως συνδέεται με ένα σύστημα παρακολούθησης, κύκλωμα συναγερμού ή σύστημα ελέγχου. Αυτό βοηθά τις ομάδες συντήρησης να εντοπίζουν ένα SPD στο τέλος της διάρκειας ζωής του χωρίς να ανοίγουν χειροκίνητα κάθε κουτί συνδυασμού.
Μπορεί ένα ηλιακό DC SPD να προστατεύσει τον μετατροπέα εάν το κουτί συνδυασμού (combiner box) βρίσκεται σε μεγάλη απόσταση;
Μόνο εν μέρει. Εάν το κουτί συνδυασμού απέχει πολύ από τον μετατροπέα, το καλώδιο μεταξύ τους μπορεί να εξακολουθεί να δέχεται επαγόμενη υπέρταση. Σε αυτή την περίπτωση, ενδέχεται να απαιτείται ένα δεύτερο DC SPD κοντά στην είσοδο DC του μετατροπέα για να μειωθεί η υπέρταση που φτάνει σε αυτόν.
Ποια έγγραφα πρέπει να ζητήσω από έναν προμηθευτή DC SPD πριν τη χρήση του σε ένα φωτοβολταϊκό κουτί συνδυασμού;
Ζητήστε το δελτίο τεχνικών δεδομένων (datasheet) του DC SPD, το διάγραμμα καλωδίωσης, την ονομαστική τιμή Ucpv, τις ονομαστικές τιμές In/Imax ή Iimp, την τιμή Up, οδηγίες για την εφεδρική προστασία, λεπτομέρειες σχετικά με την ένδειξη τέλους ζωής και τεκμηρίωση δοκιμών ή συμμόρφωσης κατά το πρότυπο IEC 61643-31, όπου εφαρμόζεται. Για εξωτερικά κουτιά συνδυασμού, επιβεβαιώστε επίσης τις απαιτήσεις περιβάλλοντος και περιβλήματος.
Αντικαθιστά ένα DC SPD τις ασφάλειες PV, τους αυτόματους διακόπτες DC (DC MCBs) ή τους διακόπτες απομόνωσης DC;
Όχι. Ένα DC SPD περιορίζει τις παροδικές υπερτάσεις. Οι ασφάλειες PV ή οι αυτόματοι διακόπτες DC προστατεύουν από υπερένταση όπου απαιτείται, ενώ οι διακόπτες απομόνωσης DC παρέχουν δυνατότητα μεταγωγής ή απομόνωσης. Αυτές οι συσκευές επιτελούν διαφορετικές λειτουργίες και πρέπει να συντονίζονται στον σχεδιασμό του κουτιού συνδυασμού ή της εισόδου του μετατροπέα.
Συμπέρασμα
Το καλύτερο DC SPD για ηλιακά συστήματα δεν επιλέγεται μόνο με βάση τον μεγαλύτερο αριθμό kA. Επιλέγεται συνδυάζοντας την τάση DC του φωτοβολταϊκού, τον ρόλο Τύπου 2 ή Τύπου 1+2, τη θέση εγκατάστασης, το μήκος του καλωδίου, το μήκος των αγωγών σύνδεσης, τον σχεδιασμό γείωσης/ισοδυναμικής σύνδεσης και τα σχετικά πρότυπα, όπως το IEC 61643-31 και το IEC 61643-32.
Για τους περισσότερους αγοραστές, η σωστή σειρά αξιολόγησης είναι:
- Επιβεβαιώστε εάν το σημείο προστασίας βρίσκεται στην πλευρά DC ή στην πλευρά AC.
- Υπολογίστε τη μέγιστη τάση ανοικτού κυκλώματος (Voc) της φωτοβολταϊκής στοιχειοσειράς υπό συνθήκες ψύχους.
- Επιλέξτε μια κατάλληλη κλάση Ucpv.
- Αποφασίστε μεταξύ Τύπου 2 και Τύπου 1+2 με βάση την έκθεση σε κεραυνούς.
- Τοποθετήστε το SPD κοντά στον προστατευόμενο εξοπλισμό και διατηρήστε τα καλώδια σύνδεσης μικρά σε μήκος.
- Επιβεβαιώστε την εφεδρική προστασία, την ένδειξη κατάστασης και το περιβάλλον του περιβλήματος.
Εάν επιλέγετε προϊόντα DC SPD για κουτιά συνδυασμού φωτοβολταϊκών, προστασία εισόδου μετατροπέα ή πίνακες διανομής ηλιακής ενέργειας, η VIOX μπορεί να σας βοηθήσει να επιλέξετε το κατάλληλο Οικογένεια SPD στην πραγματική κλάση τάσης, το σημείο εγκατάστασης και τις απαιτήσεις του έργου.
