Ezen az oldalon
Egy egyesült királyságbeli napelemes (PV) telepítésnél a biztonságos karbantartás érdekében megfelelő módon le kell tudni választani az invertert mind az AC, mind a DC tápellátásról. Ez azonban nem nem jelenti azt, hogy minden rendszer automatikusan külön külső DC leválasztót igényel az inverter mellett.
A helyes elrendezés az inverter beépített kapcsolási lehetőségeitől, a karbantartáshoz szükséges leválasztási határtól, a PV-mező konfigurációjától, a berendezés utasításaitól és a projektre vonatkozó követelményektől függ. Az egyik megoldás egy külső, PV-alkalmazásra minősített szakaszolókapcsoló. Egyes kialakításoknál a szükséges funkciót egy integrált eszköz vagy egy leválasztásra alkalmasnak minősített megszakító is elláthatja.
A fontos mérnöki kérdés tehát nem egyszerűen az, hogy “Gyakori-e a külső leválasztó?”. Hanem az, hogy:
Melyik eszköz és elhelyezés biztosítja a szükséges leválasztási funkciót anélkül, hogy helytelen méretezésű, rosszul telepített vagy felesleges meghibásodási pontot hozna létre?
A legfontosabb tudnivalók
- Az egyesült királyságbeli PV-rendszereknek megfelelő DC-oldali leválasztási stratégiára van szükségük, de a különálló külső tokozás nem általános követelmény minden telepítésnél.
- Az inverter beépített DC-kapcsolójára csak akkor lehet támaszkodni, ha annak funkciója, névleges értékei, hozzáférhetősége, leválasztási határa és a gyártói utasítások megfelelnek a projekt követelményeinek.
- Ahol terhelés alatti leválasztás szükséges, használjon olyan eszközt, amely alkalmas a számított PV DC feszültség és áramerősség melletti kapcsolásra, megszakításra és leválasztásra.
- A BS EN IEC 60947-3 szabvány szerint a DC-PV0 nem terhelés alatti kapcsolási kategória. A DC-PV1 és DC-PV2 különböző PV áramköri feltételeket fed le.
- Egy külső leválasztó kapcsoló érintkezőket, kapcsokat, kábelbevezetéseket és burkolatot ad hozzá a rendszerhez. A nem megfelelő specifikáció vagy telepítés biztonsági fejlesztés helyett veszélyforrássá teheti azt.
- A DC leválasztó kapcsoló nyitása nem állítja le a modulok feszültségtermelését. A napelemmező és a nyitott leválasztási pont közötti vezetők nappali fényben feszültség alatt maradhatnak.
Mikor lehet indokolt egy külső DC leválasztó kapcsoló használata?
Az alábbi táblázat egy tervezési szűrőeszköz, nem helyettesíti a BS 7671 aktuális kiadását, az IET gyakorlati kódexét, a gyártói utasításokat vagy a projektspecifikus kockázatértékelést.
| Rendszerállapot | Valószínűleg segít-e egy különálló külső DC leválasztó kapcsoló? | Mit kell ellenőrizni? |
|---|---|---|
| Az inverter beépített, hozzáférhető DC kapcsolóval rendelkezik, és a dokumentációja igazolja az előírt leválasztási és kapcsolási feladatok ellátását | Lehet, hogy felesleges, ha csak egy már meglévő funkciót duplikál | Eszközfunkció, DC névleges értékek, biztonságos karbantartási határ, hozzáférhetőség, szükség esetén reteszelési megoldások, valamint az inverter utasításai |
| Az invertert el kell távolítani, miközben a PV kábel az épület vezetékezéséhez csatlakoztatva marad | Gyakran hasznos, mivel az invertertől független szerviz-leválasztási pontot hozhat létre | Mely vezetők maradnak feszültség alatt, a kapocs hozzáférhetősége, elhelyezkedés, terhelés alatti kapcsolási feladat és a biztonságos leválasztási eljárás |
| Több string van párhuzamosan kapcsolva | Gyakran megfelelő a kombinált kimeneten vagy a vonatkozó berendezés határán | Kombinált tervezési áramerősség, lehetséges visszáram, DC-PV felhasználási kategória, póluskiosztás és túláramvédelmi stratégia |
| A gyűjtődobozhoz helyi főkapcsoló szükséges | Általában megfelelő beépített vagy szomszédos szakaszolókapcsolóként | Kombinált áramerősség, maximális feszültség, tokozási feltételek, valamint a leválasztás és a túláramvédelem közötti különbségtétel |
| Megfelelő DC megszakító már rendelkezésre áll | Külön leválasztó kapcsoló nem feltétlenül szükséges kizárólag a duplikáció miatt | A megszakítónak kifejezetten alkalmasnak kell lennie a szükséges leválasztási és kapcsolási feladatra, nem csupán a DC túláramvédelemre |
| A javasolt leválasztó kapcsoló tetőn vagy külső falon lenne kitéve az időjárásnak | Csak akkor, ha a leválasztás előnye igazolja a megnövekedett környezeti és csatlakoztatási kockázatokat | Vízbehatolás elleni védelem, UV- és hőmérséklet-kitettség, kábelbevezetés, tokozás épsége, hozzáférés és karbantartás |
| A meglévő terv vagy a szerződéses dokumentáció külső leválasztási pontot ír elő | Általában szükséges, kivéve, ha a tervet hivatalosan módosították | Vonatkozó specifikáció, tervezői jóváhagyás, gyártói követelmények, ellenőrzési jegyzőkönyvek és átadási dokumentáció |
Ez a keretrendszer megmagyarázza, miért gyakoriak a külső leválasztók a brit létesítményekben, anélkül, hogy az általános gyakorlatot átfogó jogi szabályként kezelné.
Miért váltak általánossá a DC leválasztók az egyesült királyságbeli napelemes rendszerekben
1. Az inverternek gyakorlati karbantartási határvonalra van szüksége
A napelemmodulok DC feszültséget termelnek, amíg elegendő fény éri őket. Az épület AC tápellátásának kikapcsolása nem szünteti meg a PV forrást. Az invertert szervizelő technikusnak ezért meghatározott módszerre van szüksége az inverter leválasztásához a mezőoldali DC vezetékekről.
Az inverter közelében elhelyezett külső szakaszolókapcsoló jól látható, helyi kezelési pontot biztosít. Ez az inverter eltávolításakor is a fix vezetékezésen maradhat. Ez a praktikus szervizfunkció az egyik oka annak, hogy a külső eszközök az egyesült királyságbeli PV elrendezések megszokott részévé váltak.
2. A külső leválasztás könnyen azonosítható és dokumentálható
Egy dedikált tokozás egyértelművé teheti a leválasztási pontot a telepítők, az ellenőrök és a karbantartó személyzet számára. A jelenlegi MIS 3002 üzembe helyezési sablon rögzíti a mezőleválasztó névleges áramerősségét, névleges feszültségét, helyét és a működési ellenőrzés eredményét. Ez mutatja a leválasztási elrendezés dokumentálásának fontosságát, bár magát a sablont nem szabad úgy értelmezni, mint annak bizonyítékát, hogy minden terv külön külső tokozást igényel.
3. A régebbi és vegyes berendezéskialakítások nem mindegyike biztosítja ugyanazt az integrált funkciót
A modern inverterek általában tartalmaznak DC kapcsolót, de a termékfunkciók és a karbantartási határok eltérőek. Egyes integrált kapcsolók leválaszthatják az inverter belső áramköreit, miközben bizonyos kapcsok vagy csatlakoztatott kábelek feszültség alatt maradhatnak. Mások esetleg nem biztosítják az adott eljáráshoz szükséges kezelési, lezárási vagy hozzáférhetőségi jellemzőket.
A termék kézikönyvének és a rendszertervnek – nem csupán a forgókapcsoló meglétének – kell meghatároznia, hogy a kapcsoló ténylegesen mit választ le.
4. A több sztringes rendszerek megfontolt kapcsolási architektúrát igényelnek
A párhuzamos PV-füzérek megváltoztatják az áramerősséget és a lehetséges áramlási feltételeket a kombinált áramkörben. A gyűjtődoboz kimeneténél vagy az inverter bemeneténél elhelyezett szakaszolókapcsoló praktikus közös leválasztási pontot biztosíthat. Az eszközt mindazonáltal a kombinált áramkör feltételeinek megfelelően kell kiválasztani; nem elegendő egy megszokott tokozást felszerelni anélkül, hogy ellenőriznénk annak feszültségfüggő megszakítási teljesítményét.
Szükséges-e külső DC leválasztó a BS 7671 szerint?
Kerülje a kérdés egyetlen szavas válasszal történő leegyszerűsítését.
Az IET útmutatása kimondja, hogy az inverterek karbantartásához leválasztási lehetőségre van szükség mind az AC, mind a DC oldalon. Amikor a tervező egy vagy több külső DC szakaszolókapcsolót választ, ezeket az eszközöket megfelelően kell méretezni az adott PV rendszerhez. Ugyanez az útmutató megjegyzi, hogy a BS 7671 712.537.2.2.102 szabványa szerint leválasztásra alkalmas megszakító is használható.
Ez fontos különbséget teremt:
| Követelményszint | Mérnöki jelentés |
|---|---|
| Elvárt funkció | A tervezésnek biztosítania kell a szükséges leválasztási és kapcsolási funkciókat a berendezés és a karbantartási feladat számára. |
| Lehetséges eszköz | Egy megfelelően méretezett külső PV DC szakaszolókapcsoló elláthatja ezt a funkciót. |
| Lehetséges alternatíva | Egy beépített kapcsoló vagy egy megfelelő megszakító elfogadható lehet, ha a dokumentált képességei és a telepítési elrendezés megfelelnek a követelménynek. |
| Megjelenés alapján nem állapítható meg | Egy forgókar, egy “ON/OFF” jelölés vagy egy magas áramerősség-érték önmagában nem igazolja a leválasztási vagy terhelésmegszakítási alkalmasságot a rendszer DC feszültségén. |
Az MCS munkák esetében az MIS 3002:2025 2.0-s kiadása előírja, hogy a rendszereket a hálózatra kapcsolt napelemes rendszerekre vonatkozó IET gyakorlati kódex (IET Code of Practice for Grid-Connected Solar Photovoltaic Systems) második kiadásával összhangban kell tervezni és telepíteni, a szabványban rögzített kiegészítések és kivételek figyelembevételével. Azt is kimondja, hogy követelményütközés esetén a BS 7671 legújabb verziója élvez elsőbbséget.
Mivel a szabványok és a termékutasítások változnak, a tervezőnek vagy a telepítőnek a projekt dátumakor érvényes kiadásokat kell ellenőriznie, ahelyett, hogy egy régebbi telepítés elrendezését másolná.
Külső leválasztó kapcsoló vs. inverterbe integrált DC kapcsoló
Egyik elrendezés sem jobb automatikusan a másiknál. Az összehasonlítás a funkcióra, a hozzáférhetőségre és a hozzáadott hibaforrásokra vonatkozik.
| Döntési tényező | Külső PV DC szakaszolókapcsoló | Inverterbe integrált DC kapcsoló |
|---|---|---|
| Szervizleválasztás az inverter cseréjekor | Maradhat a fix vezetékezésnél, és külön határvonalat biztosíthat | Mechanikailag az inverter része maradhat; ellenőrizze, hogyan történik az eltávolítás |
| Vizuális azonosítás | Gyakran egyértelmű és helyileg feliratozott | Az inverter kialakításától és feliratozásától függ |
| További DC kapcsok és kábelbevezetések | Igen | Általában kevesebb külső alkatrész |
| Kitettség esőnek, UV-sugárzásnak, hőnek és páralecsapódásnak | Nagymértékben függ a helyszíntől és a tokozás telepítésétől | Az inverter helyétől és felépítésétől függ |
| Modellspecifikus ellenőrzés | Kötelező | Kötelező |
| A szükségtelen duplikáció kockázata | Lehetséges | Nem alkalmazható, ha ez a kiválasztott leválasztási mód |
Külső eszköz akkor indokolt, ha valós karbantartási vagy rendszerirányítási előnyt biztosít. Kizárólag azért hozzáadni egyet, mert “az egyesült királyságbeli rendszerekben mindig van ilyen”, nem elegendő tervezési indoklás.
Hogyan specifikáljunk külső PV DC szakaszolókapcsolót
Ha a terv külső eszközt ír elő, a specifikációt a körrel kell kezdeni – nem a katalógus szerinti névleges árammal.
1. Maximális PV feszültség kiszámítása
A PV üresjárási feszültség hideg körülmények között megemelkedik. A jelenlegi IET kiválasztási útmutató a következő tervezési útvonalat mutatja be:
UOC MAX = sorba kapcsolt modulok száma × UOC STC × 1,2Az útmutató megjegyzi továbbá, hogy egy alternatív módszer a helyszín legalacsonyabb hőmérsékletét és a modul feszültség-hőmérsékleti együtthatóját is felhasználhatja. A projekthez szükséges módszert következetesen kell alkalmazni, ellenőrzött moduladatok felhasználásával.
A kiválasztott leválasztókapcsolót ezután a kiszámított feszültségen ellenőrizni kell. Az eszköz megengedett megszakítóárama a DC feszültség növekedésével csökkenhet.
2. Maximális áramkör-áramerősség kiszámítása
Párhuzamos sztringek esetén ugyanaz az IET-útmutató a következőket mutatja be:
ISC MAX = párhuzamos sztringek száma × ISC STC × 1,25A kombinált kimeneten lévő kapcsolókészüléket a kombinált tervezési áramerősségre kell kiválasztani. A sztring túláramvédelmének szükségessége külön döntés tárgya; a kézi leválasztókapcsoló nem helyettesíti a biztosítékokat vagy a megszakítókat.
3. A megfelelő PV-alkalmazási kategória kiválasztása
A BS EN IEC 60947-3 szabvány PV-specifikus kategóriákat tartalmaz:
| Felhasználási kategória | Tipikus igénybevétel | Fő korlátozás |
|---|---|---|
| DC-PV0 | Leválasztás árammentes állapotban | Nem alkalmas áram megszakítására vagy kapcsolására; nem megfelelő olyan esetekben, ahol az inverter leválasztása terhelés alatti megszakítást igényel |
| DC-PV1 | Egyetlen PV-sztring vagy olyan áramkörök, ahol jelentős túláram nem fordulhat elő | Ellenőrizze, hogy a tényleges áramkör megfelel-e ennek a feltételnek |
| DC-PV2 | PV-áramkörök, ahol jelentős túláram léphet fel, és az áram mindkét irányban folyhat, például ugyanazon inverterre kötött párhuzamos sztringek esetén | Gyakran releváns kombinált vagy párhuzamos sztringű áramköröknél |
Ne következtessen a felhasználási kategóriára termékfotó vagy általános “napelemes leválasztó” felirat alapján. Szerezze be a pontos adatlapot és a megfelelőségi igazolást a megadott modellhez.
4. Ellenőrizze a póluskiosztást és a vezetékezést
A kétpólusú és négypólusú szakaszolókapcsolók DC feszültség- és áramterhelhetősége eltérő lehet. Több érintkező sorba kapcsolható az effektív ívút növelése érdekében; más konfigurációk soros és párhuzamos összekötéseket alkalmazhatnak. A megengedett elrendezés termékfüggő.
Ellenőrizd:
- a pontos kapocs- és összekötési konfiguráció;
- hogy a kialakítás polaritásérzékeny-e;
- az adott konfigurációra vonatkozó DC feszültség/áram névleges érték;
- a gyártó által biztosított összekötők és telepítési rajz;
- az egyidejű vezetőmegszakítási követelmények; valamint
- az alkalmasság a tervezett bekapcsolási, megszakítási és leválasztási feladatra.
Soha ne feltételezze, hogy egy másik típusnál alkalmazott egyenes átkötés vagy huzalozási minta érvényes.
5. A telepítési környezetnek való megfelelés
Kültéri egység esetén a megadott IP védettségi fokozat csak a kiindulópont. A burkolat teljesítményét a nem megfelelő kábelbevezetés vagy rögzítés ronthatja.
A MIS 3002 azt tanácsolja, hogy a megfelelő IP védettség kültéri fenntartásához szükség lehet alsó kábelbevezetésre, csepegtető hurok kialakítására és tömszelencénként egy kábel használatára. Az IET emellett kiemeli a napsugárzás okozta felmelegedést és az UV-sugárzást, különösen déli fekvésű falon, valamint a burkolat épségének megőrzését az egység rögzítésekor.
Ellenőrizze az alábbiakat a telepítési és gyártói utasítások alapján:
- víz, páralecsapódás, por, UV-sugárzás és környezeti hőmérséklet hatása;
- kábelbevezetés iránya és a tömszelence megfelelősége;
- tömszelencénként egy megfelelő méretű kábel;
- olyan rögzítési pontok, amelyek nem sértik meg a zárt burkolatot;
- a kapocs alkalmassága a vezetőosztályhoz;
- bármilyen szükséges érvéghüvely vagy érvéghüvely-kezelés; és
- a modellspecifikus meghúzási nyomaték és az ellenőrzési követelmények.
Miért növelheti a kockázatot egy extra leválasztókapcsoló
Egy leválasztókapcsoló nem válik biztonságosabbá pusztán attól, hogy külső elhelyezésű, vagy napelemes használatra van feliratozva. Egy plusz burkolatot, kapcsolóérintkezőket, csatlakozásokat, tömszelencéket és szerelési munkát ad hozzá – amelyeknek mind megbízhatónak kell maradniuk a tényleges környezetben.
Az Egyesült Királyság kormányának BRE-vizsgálata a napelemes PV-rendszerekkel kapcsolatos tüzek ügyében három visszatérő DC-leválasztókapcsolóval kapcsolatos problémát azonosított: gyenge terméktervezés vagy kivitelezés, a csatlakoztatott PV-feszültséghez vagy -áramhoz képest alulméretezett eszközök, valamint szakszerűtlen szerelés. A jelentés azon részében áttekintett esetekben kilenc rosszul felszerelt leválasztókapcsoló hozható összefüggésbe tűzesetekkel vagy termikus eseményekkel. Négy esetben a víz felfelé néző kábeltömszelencéken keresztül jutott be a DC-leválasztókapcsolókba.
Ezek az eredmények nem jelentik azt, hogy külső leválasztókapcsolókat soha nem szabad használni. Azt jelentik, hogy a leválasztás előnyét a megfelelő termékkiválasztással, konfigurációval, burkolati munkával, ellenőrzéssel és karbantartással kell kiegészíteni. A kormány áttekintése azt is megjegyzi, hogy a PV-vel kapcsolatos tüzek előfordulása összességében nagyon alacsony volt, így a bizonyítékoknak a jobb mérnöki megoldásokat kell támogatniuk, nem pedig riasztó állításokat.
Beszerzési és tervezés-ellenőrzési ellenőrzőlista
Mielőtt jóváhagyna egy külső DC leválasztókapcsolót egy egyesült királyságbeli napelemes projekthez, kérje be és ellenőrizze az alábbiakat:
- a pontos gyártót és típusszámot;
- a maximális PV tervezési feszültség- és áramszámításokat;
- az eszköz névleges értékét az adott DC feszültségen – nem csupán a fő névleges áramerősségét;
- a BS EN IEC 60947-3 vonatkozó kiadásának való megfelelés igazolását;
- a DC-PV0, DC-PV1 vagy DC-PV2 alkalmazási kategóriát az áramkör követelményeinek megfelelően;
- a bekapcsolási, kikapcsolási és leválasztási jelöléseket/funkciókat;
- kétpólusú vagy négypólusú konfiguráció és a jóváhagyott kapcsolási rajz;
- polaritási és áramirány-korlátozások;
- a kapocsba csatlakoztatható vezeték osztálya és az előkészítési követelmények;
- a helyszínnek megfelelő tokozás és környezeti besorolások;
- a gyártó által előírt meghúzási nyomaték és szerelési utasítások;
- a karbantartási eljáráshoz szükséges lezárási és pozíciójelzési követelmények;
- kölcsönhatás az inverter beépített kapcsolójával;
- az egyvonalas rajzon feltüntetett pontos leválasztási határ; és
- ellenőrzési, üzembe helyezési és átadási jegyzőkönyvek.
Ha túláramvédelmi funkcióra is szükség van, tekintse át a külön szerepköröket a DC leválasztó vs. DC megszakító a napelem kombináló dobozokban. Az eszközre vonatkozó bővebb magyarázatért lásd a Mi az a DC napelemes leválasztó kapcsoló?.
A lényeg
A külső DC leválasztók gyakoriak az egyesült királyságbeli napelemes PV-telepítéseknél, mivel egyértelmű, hozzáférhető karbantartási határvonalat biztosítanak a PV-mező vezetékezése és az inverter között. Azonban a bevett gyakorlat nem egyenlő az általános követelménnyel.
A tervezés során először meg kell határozni a leválasztási funkciót és a határvonalat. Ezt követően el kell dönteni, hogy az adott funkciót leginkább egy inverterbe integrált kapcsoló, egy megfelelő megszakító vagy egy külső PV DC szakaszolókapcsoló biztosítja-e. Ha külső egységet választanak, annak PV-alkalmazási kategóriájának, feszültségfüggő megszakítóképességének, névleges áramerősségének, póluskiosztásának, telepítési környezetének és a modell dokumentációjának mind meg kell felelnie a valós áramkörnek.
Azoknál a projekteknél, amelyek külön eszközt igényelnek, tekintse át a VIOX fotovillamos DC leválasztó kapcsoló termékcsalád és kérje be a pontos modell adatlapját és a megfelelőségi dokumentumokat a specifikáció előtt. Az, hogy egy termékcsalád megtalálható egy weboldalon, nem bizonyíték arra, hogy egy adott modell megfelel a projekt egyesült királyságbeli követelményeinek.
Gyakran Ismételt Kérdések
Jogilag kötelező minden egyesült királyságbeli napelemes (PV) rendszerhez külső DC leválasztó kapcsoló?
Ne kezelje ezt általános követelményként. A telepítéshez szükség van az előírt leválasztási és kapcsolási módokra, de az elfogadható megvalósítás a berendezéstől, a rendszertervezéstől, a BS 7671 vonatkozó verziójától, az IET útmutatásától és a projekt követelményeitől függ. A különálló külső tokozás az egyik lehetséges megvalósítás, de nem az egyetlen.
Helyettesítheti az inverter beépített DC kapcsolója a külső leválasztót?
Megteheti, amennyiben a gyártói dokumentáció megerősíti a szükséges kapcsolási és leválasztási funkciókat, a névleges értékeket, a hozzáférhetőséget és a karbantartási határokat. Ellenőrizze, mi marad feszültség alatt, amikor a kapcsoló nyitott állapotban van, és hogyan távolítható el biztonságosan az inverter.
Használható DC megszakító DC leválasztó helyett?
Potenciálisan igen. Az IET útmutatója megjegyzi, hogy a leválasztásra alkalmas megszakító használható a BS 7671 vonatkozó rendelkezései szerint. A DC megszakítóképességét és leválasztásra való alkalmasságát kifejezetten igazolni kell; egy megszakító nem válik automatikusan leválasztóvá pusztán azért, mert rendelkezik KI állással.
Használható AC leválasztó a napelemes rendszer DC oldalán?
Csak abban az esetben, ha az adott eszköz rendelkezik dokumentált DC névleges értékkel, és alkalmas a szükséges DC bekapcsolási, megszakítási és leválasztási feladatra a számított rendszerszintű feszültségen és áramerősségen. Az AC névleges érték önmagában nem alkalmazható PV DC üzemre, mivel a tartós DC ívek nehezebben olthatók el.
Biztonságosabb-e a tetőn elhelyezett DC leválasztó, mint az inverteroldali leválasztó?
Nem feltétlenül. A tetőn vagy kültéren elhelyezett eszközök növelhetik a víz, az UV-sugárzás, a hőmérséklet, a hozzáférés és a karbantartás okozta kockázatokat. A leválasztási pontot a szükséges leválasztási határvonal és a dokumentált tervezési értékelés alapján kell meghatározni, nem pedig azon az általános feltételezésen alapulva, hogy több leválasztó mindig nagyobb biztonságot jelent.
Biztonságossá teszi-e minden PV kábel számára a DC leválasztó nyitása?
Nem. A napelemes modulok nappali fényben továbbra is feszültséget generálhatnak. A leválasztó nyitása az adott ponton megszakítja az áramkört, de a modulok és a nyitott eszköz közötti vezetők feszültség alatt maradhatnak. A biztonságos munkavégzéshez szakemberek által elvégzett, jóváhagyott leválasztási és ellenőrzési eljárás szükséges.
