Sobiva ülepinge kaitseseadme (SPD) valimine on oluline otsus, et tagada teie päikeseenergiasüsteemi pikaealisus ja töökindlus. Selles põhjalikus juhendis tutvustatakse olulisi tegureid, mida tuleb kaaluda SPD-de valimisel oma fotogalvaanilise paigalduse jaoks, aidates teil kaitsta oma väärtuslikku investeeringut kahjulike vooluülekannete eest.
Miks teie päikesesüsteem vajab SPD kaitset
Päikeseenergiasüsteemid on mitmel põhjusel eriti tundlikud ülepingekahjustuste suhtes:
- Eksponeeritud asukoht: Päikesemassiivid paigaldatakse tavaliselt kõrgendatud, avatud kohtadesse.
- Pikendatud kaablijooksud: Alalisvoolu toitekaablid võivad toimida indutseeritud ülepingete antennidena.
- Tundlik elektroonika: Inverterid, seiresüsteemid ja juhtimisseadmed sisaldavad tundlikke komponente.
- Välgumäe atraktsioon: Päikesepaneelide massiivid võivad olla atraktiivsed teed välgulöökide jaoks.
Ilma piisava liigpingekaitseeta võib üks äikeselöök või võrgu ümberlülitumine põhjustada teie inverteritele, laadimiskontrolleritele, paneelidele ja seiresüsteemidele tuhandeid dollareid maksvaid kahjustusi. Isegi väiksemad, korduvad ülepinged võivad aja jooksul kahjustada süsteemi komponente, vähendades tõhusust ja lühendades kasutusiga.
Põhitegurid õige päikese SPD valimiseks
1. Ühtse programmdokumendi tüüpide ja nende rakenduste mõistmine
Ühtsed programmdokumendid jagunevad kolme põhitüüpi, millest igaühel on erinevad kaitsevajadused:
1. tüüpi ühtsed programmdokumendid:
- Kasutatakse kaitseks otseste välgulöökide eest
- Paigaldatud teenindussissekäigupunktidesse või kommunaalteenuste ühenduskohtadesse
- Testitud 10/350μs lainekujuga, et tulla toime suure energiaga impulssidega.
- Nõutav välise piksekaitsesüsteemiga hoonetes
- Tavaliselt kasutatakse sädemevälja tehnoloogiat
tüübi 2 ühtsed programmdokumendid:
- Pakub kaitset indutseeritud ülepingete ja lülitussündmuste vastu.
- Paigaldatakse jaotuskilpide või alajaotuskilpide külge
- Testitud 8/20μs lainekujuga
- Kasutage metalloksiid-variistori (MOV) tehnoloogiat.
- Kõige tavalisem tüüp, mida kasutatakse tavalistes päikesepaneelides
tüübi 3 ühtsed programmdokumendid:
- Tagada tundlike lõppseadmete peene kaitse
- Paigaldatud konkreetsete elektroonikaseadmete lähedusse
- on väiksema tühjendusvõimsusega kui tüübid 1 ja 2.
- Kasutatakse sageli seiresüsteemide ja kommunikatsiooniliideste jaoks.
Enamiku elamu- ja ärisüsteemide puhul on vaja tervikliku kaitse tagamiseks erinevaid SPD-tüüpe. Saadaval on ka 1+2 tüüpi kombineeritud SPD-d, mis ühendavad mõlema tüübi kaitseomadused ühte seadmesse.
2. Hinnake oma süsteemi pingenõudeid
Üks kõige kriitilisemaid valikukriteeriume on SPD pingekategooria vastavus teie päikesesüsteemi nõuetele:
Maksimaalne pidev tööpinge (MCOV või Uc):
- Alalisvoolu poole SPD-d peavad olema MCOV-nimiväärtusega, mis on suurem kui teie süsteemi maksimaalne lahtise ahela pinge (Voc).
- Pidage meeles, et külmad temperatuurid suurendavad PV-massiivi pinget
- Hea rusikareegel: Valige DC SPD-d, mille MCOV on vähemalt 10% kõrgem kui süsteemi maksimaalne Voc
- Näiteks 600 V alalisvoolusüsteem nõuab SPD-d, mille MCOV on vähemalt 660 V DC.
- Vahelduvvoolupoolsed SPDd peaksid ületama süsteemi nimipinge vähemalt 25% võrra.
Ebapiisava MCOV-iga SPD kasutamine põhjustab enneaegse rikke ja võib tekitada tulekahjuohu, kuna seade näeb süsteemi normaalset pinget hüppelise pingena.
3. Kontrollige pingekaitse taset (üles)
Pingekaitse tase või klemmipinge näitab maksimaalset pinget, mis jõuab teie seadmesse ülepinge ajal:
- Madalamad Up väärtused pakuvad paremat kaitset tundlikele komponentidele
- Up peaks olema allpool teie seadme impulssitaluvust.
- Parima kaitse tagamiseks valige SPD, mille Up on vähemalt 20% madalam kui seadme tolerants.
- Tüüpilised PV-inverterid nõuavad Up väärtusi alla 2,5-4kV
SPD-de võrdlemisel näitab madalam pingekaitse tase üldiselt paremat kaitset, kuid seda tuleb tasakaalustada teiste parameetritega.
4. Hinnake nõutavat tühjendusvoolu võimsust
Kaks olulist klassifikatsiooni määravad SPD võimekuse tulla toime ülepingevooludega:
Nominaalne tühjendusvool (In):
- Näitab, kui suure vooluülekandega SPD suudab korduvalt hakkama saada.
- Kõrgemad väärtused tähendavad paremat vastupidavust sagedaste ülevoolude korral
- Tüübi 2 SPD-de puhul päikeseenergia rakendustes otsige In nimiväärtusi 10-20kA või rohkem.
Maksimaalne tühjendusvool (Imax):
- Kõrgeim üksikpinge, mida SPD võib ohutult ümber suunata.
- 2. tüüpi seadmed on tavaliselt vahemikus 40-80kA.
- Süsteemides, mis asuvad suure välkkiirgusega piirkondades, tuleks kasutada kõrgemaid reitinguid.
- Tüüpi 1 ühtse programmdokumendi puhul kasutatakse hoopis impulssvoolu (Iimp) hinnangut.
Tasakaalustage need hinnangud vastavalt teie asukoha äikeseriskile ja süsteemi tähtsusele. Sagedaste äikesetormidega piirkondades on vaja kõrgemaid hinnanguid kui minimaalse äikesetegevusega piirkondades.
5. Kaaluge lühisvoolu hinnangut (SCCR)
SCCR määrab maksimaalse võimaliku lühisvoolu, mida SPD suudab rikke korral ohutult taluda:
- SPD SCCR peab olema võrdne või suurem kui selle paigalduspunktis olemasolev rikkevool.
- See on kohustuslik ohutusnõue paljudes elektriseadustikes.
- Kõrgpinge PV-süsteemide alalisvoolu SPDd seisavad silmitsi märkimisväärsete väljakutsetega seoses rikkevoolu käitlemisega.
- Mõned SPD-d nõuavad väliseid ülevoolukaitseseadmeid, et saavutada nende märgitud SCCR-i.
6. Optimaalse ühtse programmdokumendi paigutuse kindlaksmääramine
Ühtse programmdokumendi strateegiline paigutamine on päikesesüsteemi tõhusa kaitse seisukohalt väga oluline:
Alalisvoolu poolse paigutuse suunised:
"<10 meetri reegel" on tööstuses laialt levinud:
- Kui alalisvoolukaabli pikkus on alla 10 meetri: Üldiselt piisab ühest SPD komplektist inverteri alalisvoolu sisendil.
- Kui alalisvoolukaabli pikkus ületab 10 meetrit: Paigaldage kaks SPD-komplekti - üks PV-massiivi lähedale (kombineerimiskastidesse) ja teine inverteri sisendisse.
Suuremate süsteemide puhul kaaluge kaitset nendes võtmepunktides:
- Array tase: Paigaldage SPD-d hajutatud massiividele kombineerimiskastidesse.
- Inverteri alalisvoolu sisend: Paigaldage SPD-d vahetult enne inverteri alalisvoolu sisendeid.
- Stringi tase: Mitme stringiga süsteemide puhul tuleks kaaluda stringitasemel kaitset.
AC-poolne paigutus:
- Võrguühenduspunkt: Esmane kaitse põhiteenuse paneelil
- Inverteri vahelduvvoolu väljund: Teisene kaitse inverteri lähedal
- Jaotuspaneelid: Täiendav kaitse suuremate süsteemide alajaotuskilpide juures
Kaaluge ka side- ja seiresüsteemide kaitset, mis on sageli väga tundlikud ülepingete suhtes.
7. Kontrollida vastavust asjakohastele standarditele
Kontrollige, kas teie valitud ühtsed programmdokumendid vastavad kehtivatele standarditele:
- IEC 61643-31: Spetsiaalselt fotogalvaanilistes rakendustes kasutatavate SPDde standard
- IEC 61643-32: PV SPDde valiku- ja rakenduspõhimõtted
- UL 1449: Põhja-Ameerika ühtse programmdokumendi ohutusstandard.
- IEC 62305 seeria: Standardid piksekaitsesüsteemidele
- NEC artikkel 690.7 (C): Riikliku elektrikoodeksi nõuded
Tooted, mis vastavad UL 1449 tüübi 1 või 2 tähisega, on Põhja-Ameerikas üldiselt aktsepteeritud fotogalvaaniliste rakenduste jaoks.
8. Välise piksekaitse mõju hindamine
Kui teie hoones on väline piksekaitsesüsteem (LPS), peate arvestama selle ja teie PV-süsteemi vahelist "eralduskaugust s":
- Kui eralduskaugust on võimalik säilitada: tüübi 2 ühtsed programmdokumendid võivad olla piisavad
- Kui eralduskaugust ei ole võimalik säilitada: 1. tüüpi ühtsed programmdokumendid muutuvad kohustuslikuks
See on põhiline disainiga seotud kaalutlus, mis mõjutab oluliselt teie ühtse programmdokumendi valiku strateegiat.
9. Mõistke oma süsteemi maanduskonfiguratsiooni
Erinevad maanduskonfiguratsioonid nõuavad spetsiifilisi SPD ühendusskeeme:
DC-poolsed konfiguratsioonid:
- Funktsionaalselt maandatud: Üks alalisvoolu poolus ühendatud maandusega
- Kõrge takistusega maandatud: Alalisvoolu poolus ühendatud maandusega läbi takistuse
- Unearthed/floating: Kumbki poolus ei ole otse maandusega ühendatud
AC-poolsed konfiguratsioonid:
- TN-C, TN-S, TN-C-S süsteemid
- TT-süsteemid
- IT-süsteemid
Iga konfiguratsioon nõuab tõhusaks kaitseks konkreetset ühtse programmdokumendi ühendusskeemi. Näiteks vajavad maandamata (IT) PV-süsteemid ulatusliku kaitse tagamiseks sageli Y-konfiguratsiooniga SPD-d.
Paigaldamise parimad praktikad optimaalse SPD jõudluse tagamiseks
Minimeeri ühendusjuhtmete pikkused
Ühtse programmdokumendi füüsiline juhtmestik mõjutab oluliselt selle jõudlust:
- Hoidke ühendusjuhtmed nii lühikesed kui võimalik
- Ideaalne juhtme kogupikkus peaks olema alla 0,5 meetri.
- Ühenduse kogupikkus ei tohi kunagi ületada 1 meetrit
- Vältida juhtide teravaid kõverusi, kuna need suurendavad induktiivsust.
Kiiresti kasvavate liigpingevoolude ajal tekib isegi lühikese pikkusega ühendusjuhtme puhul märkimisväärne induktiivne pingelangus. See suurendab otseselt SPD pinget, mis võib ohustada kaitset.
Tagada õige juhtme mõõtmine
- Tüübi 2 ühtse programmdokumendi puhul kasutage vähemalt 6 mm² vaskjuhte kaitsvate maandusühenduste jaoks.
- Tüübi 1 ühtse programmdokumendi puhul kasutage kaitsvate maaühenduste jaoks 16 mm² vaskvõrku või suuremat.
- Pingestatud juhtmed peaksid olema vähemalt võrdsed süsteemi juhtmestikuga, kui mitte suuremad.
- Järgige alati tootja soovitusi ja asjakohaseid standardeid
Asjakohane kaablite marsruutimine
- Vahetus-, alalisvoolu- ja andmesidekaablid koos nendega seotud potentsiaaliühendusjuhtidega.
- See vähendab juhtmestiku poolt moodustatud silmuste pindala, minimeerides indutseeritud ülepingeid
- Looge määratud kaablirajad, mis vähendavad elektromagnetiliste häiretega kokkupuute miinimumini
Hooldusnõuded pikaajalise kaitse tagamiseks
Isegi parimatel ühtsetel programmdokumentidel on piiratud eluiga:
- Enamiku kvaliteetsete ühtsete programmdokumentide eeldatav kasutusiga tavatingimustes on 10-15 aastat.
- Visuaalseid indikaatoreid tuleks regulaarselt kontrollida, et tuvastada ühtse programmdokumendi aktiveerimise või rikke märke.
- Kriitiliste paigaldiste puhul valige SPD-d, millel on kaugjälgimisvõimalused.
- Asendage ühtse programmdokumendi osad pärast suuremaid ülepingejuhtumeid isegi siis, kui väliseid kahjustusi ei ole näha.
- Kehtestada korrapärane inspekteerimise ajakava, eriti enne tormihooaega.
Ühtse ühtse programmdokumendi valiku vead, mida tuleks vältida
Vältige neid sagedasi vigu, kui valite oma päikesesüsteemi jaoks ülepingekaitse:
- Alamõõdukaitse: Ebapiisava energiakäitlusvõimsusega ühtse programmdokumendi valimine
- Ignoreerides termilist jõudlust: Kõrge temperatuuri arvestamata jätmine väliskappides
- Ülevaatlik koordineerimine: Sobimatuid ühtse programmdokumendi paigaldamine, mis ei koordineeri energia hajutamist korralikult.
- Ebatäielik kaitse: Kaitseb ainult alalis- või vahelduvvoolu poolt, jättes nõrgad kohad.
- Vahelduvvoolu SPD-de kasutamine alalisvoolu kaitseks: Vahelduvvoolu ja alalisvoolu SPD-d ei ole omavahel asendatavad nende erineva kaarekustutusvõime tõttu.
- Kompromissid kvaliteedi osas: Odavaima võimaluse valimine korralikult sertifitseeritud seadmete asemel.
- Ebakorrektne maandus: Isegi parima ühtse programmdokumendi paigaldamine ebapiisava maandussüsteemiga.
- Puuduvad näitajad: Seadmete valimine ilma olekuindikaatoriteta, mis muudab hoolduse keeruliseks.
Kokkuvõte: Päikeseenergia investeeringute kaitsmine
Õige SPD valimine teie päikesesüsteemi jaoks nõuab süsteemi omaduste, keskkonnategurite ja kaitsevõimaluste hoolikat kaalumist. Oma vajaduste nõuetekohase hindamise ja kooskõlastatud kaitsestrateegia rakendamise abil saate oluliselt vähendada ülepingest tingitud kahjustuste ohtu.
Pidage meeles neid peamisi õppetunde:
- Valige spetsiaalselt fotogalvaaniliste rakenduste jaoks projekteeritud ja arvestatud SPD-d.
- Sobitage pingeväärtused oma süsteemi nõuetele
- Kaitse rakendamine nii alalis- kui ka vahelduvvoolu poolel
- Valige sobivad kaitsetasemed vastavalt geograafilisele äikeseriskile.
- Tagada nõuetekohane paigaldus vastavalt tootja juhistele
- Hooldada ja asendada ühtsed programmdokumendid vastavalt soovitatud ajakavale.
Suhteliselt väike investeering kvaliteetsesse liigpinge-kaitsesse võib ära hoida tuhandeid dollareid võimalike kahjude ja süsteemi seisakute tõttu. Ärge tehke kompromisse oma päikesesüsteemi kaitsmisel - see on oluline osa selle tagamisel, et teie taastuvenergia investeering annaks tulu aastakümneteks.
Seotud
Top 10 ülepingekaitseseadme (SPD) tootjad 2025. aastal: Kvaliteetne elektrikaitse: Ülim juhend
Valmitud kaitselüliti vs. ülepinge kaitsev seade
VIOX VSP1-C40PV/3(S) 1500V(D4) ühendatav mitmepooluseline SPD
