Ha napelemtömböt tervez, ismeri az elektrotechnika aranyszabályát: A vezetékeket biztosítékokkal kell védeni, vagy megszakítók.
Tehát, amikor beleássa magát a National Electrical Code (NEC) 690.9 szakaszába, belefuthat egy olyan záradékba, amely megállítja a munkában. Ez azt sugallja, hogy ha két párhuzamosan kötött napelem-lánca van, akkor nem biztosítékokat kell beszerelnie.
Ez helytelennek tűnik. Úgy hangzik, mint egy elírás. Hogyan lehetséges, hogy egy áramforrás nem igényel védelmet?
Üdvözöljük a “Biztosíték Paradoxonban”.”
Ez a szabály nem azért létezik, mert a NEC laza a biztonság terén, hanem azért, mert egy napelem fizikája alapvetően eltér egy akkumulátorétól vagy a hálózatétól. Ennek a paradoxonnak a megértése a kulcs ahhoz, hogy megkülönböztessük a “kódszintű minimumot” teljesítő szerelőt egy igazi napelem-mérnöktől.
A fizika: “Ki támad kit?”
Ahhoz, hogy megértsük, miért nincs szükség biztosítékra, először meg kell értenünk, hogy a biztosíték valójában mitől védi a PV rendszert.
Egy szabványos házi áramkörben a biztosíték a vezetéket védi a forrástól (a hálózattól). Ha rövidre zár egy vezetéket, a hálózat végtelen áramot zúdít bele, amíg a vezeték el nem olvad.
A napelemek mások. Ezek “áramkorlátozott források”.”
Ha van egy 10A-es napeleme, és rövidre zárja a pozitív és negatív kábeleit, az nem fog felrobbanni. Csak... körülbelül 10-11 Ampert fog termelni (a rövidzárlati áramát, vagy Isc-t). Fizikailag nem képes több áramot termelni, mint amennyit a nap engedélyez.
Ezért egy napelem nem tudja kiégetni magát..
Akkor miért biztosítékoljuk egyáltalán a PV tömböket? Nem a panelt védjük önmagától. A szomszédaitól védjük.
A veszély a Visszáram.. Ha egy lánc meghibásodik (pl. rövidzárlat egy modulon belül), a másik párhuzamos láncok visszafelé zúdítják az energiájukat a hibás láncba. a hibás láncba.
A matematika: A “2-lánc” mentesség
Futtassuk le azt a matematikát, amely lehetővé teszi a “Biztosíték Paradoxon” létezését.
A változók:
- Panel Isc (rövidzárlati áram): 10 Amper (A támadó erő).
- Maximális soros biztosíték névleges értéke: 15 Amper (A védelmi erő). Ez minden napelem hátuljára rá van nyomtatva. Megmutatja, mennyi fordított áramot bír el a panel, mielőtt kigyulladna.
A forgatókönyv: 2 lánc párhuzamosan (A “patthelyzet”)
Van 1. és 2. lánca párhuzamosan kötve.
- A hiba: Az 1. láncban rövidzárlat alakul ki.
- A támadás: A 2. lánc visszafelé folyik az 1. láncba.
- Áramszámítás: Az egyetlen áramforrás a 2. lánc. Tehát a támadó erő 10 Amper..
- Az eredmény: A 10A-es támadás kisebb, mint az 1. lánc 15A-es határa (Maximális soros biztosíték névleges értéke).
A panel bírja a hőt. A vezeték bírja a hőt. Nem keletkezik tűz.
Ítélet: Az NEC 690.9 azt mondja, hogy Nem szükséges biztosíték.
B forgatókönyv: 3 lánc párhuzamosan (A “lesből támadás”)
Most adjunk hozzá egy harmadik láncot.
- A hiba: Az 1. láncban rövidzárlat alakul ki.
- A támadás: A 2. lánc (10A) ÉS A 3. lánc (10A) is visszafelé folyik az 1. láncba.
- Áramszámítás: 10A + 10A = 20 Amper.
- Az eredmény: A 20A-es támadás nagyobb, mint az 1. lánc 15A-es határa.
Az 1. lánc most túlterhelt. Túlmelegszik. Megolvad. A tető kigyullad.
Ítélet: Az NEC 690.9 azt mondja, hogy A biztosítékok KÖTELEZŐEK minden láncon.
A kódon túl: Miért kellene mindenképpen biztosítékolni?
Tehát, ha 2 láncos rendszere van, a kód azt mondja, hogy pénzt takaríthat meg, és kihagyhatja az egyesítő doboz biztosítékolását.
De kérdezzen meg egy tapasztalt szerviztechnikust, és azt fogják mondani: “Mindenképpen szerelje be a biztosítékokat.”
Íme, miért nem a “Kód Minimum” a “Legjobb Gyakorlat”.”
1. A “Forró Leválasztás” Rémálom
A kódnak való megfelelés nagyszerű, amíg nem kell valamit megjavítani.
Ha kihagyja a biztosítéktartót (amely általában leválasztó kapcsolóként működik), a stringek közvetlenül össze vannak kötve (gyakran Y-csatlakozókkal).
Ha hibát kell elhárítania az 1. stringen, ki kell húznia az MC4 csatlakozókat. Ha süt a nap, az áramkör terhelés alatt van. Az MC4 csatlakozó terhelés alatti kihúzása DC Ívethoz létre - egy plazmalángot, amely megolvaszthatja a csatlakozó érintkezőit és megégetheti a kezét.
A VIOX PV Biztosítéktartó biztonságos, érintésvédett módot kínál a string “kikapcsolására”, mielőtt dolgozna rajta. Kinyitja a tartót, az áramkör megszakad egy zárt kamrában, és biztonságban van.
2. A “Jövőbiztosítás” Faktor
A napelem rendszerek növekednek. Lehet, hogy ma 2 stringgel kezdi. Három évvel később lehet, hogy egy 3. stringet szeretne hozzáadni egy elektromos autó töltéséhez.
Ha a 2-stringes rendszert biztosítékok nélkül kötötte be (mert “a Kód azt mondta, hogy nincs rá szükségem”), a 3. string hozzáadása hirtelen illegálissá és veszélyessé teszi a teljes meglévő tömböt. Ki kell tépnie a vezetékeket, és újra kell kezdenie.
Ha telepített egy VIOX kombinátor doboz biztosítéktartókkal az első naptól kezdve, egy string hozzáadása plug-and-play. Már védve van.
Összefoglaló: Ne okoskodja túl a biztonságát
A “Biztosíték Paradoxon” egy szórakoztató mérnöki érdekesség, de rossz tervezési filozófia.
Bár egy 2-stringes rendszer fizikája megmentheti Önt a tűztől, a biztosítékok elhagyása megfosztja Önt az irányítástól, a biztonságtól és a bővíthetőségtől.
- N ≤ 2 String: A biztosítékok opcionálisak (de ajánlottak a leválasztáshoz).
- N ≥ 3 String: A biztosítékok kötelezőek (tűzvédelemhez).
Ne csak az ellenőrzésre építsen, hanem a következő 20 évnyi működésre.
Műszaki pontossági megjegyzés
- Szabványok:
- NEC 690.9 (Túláramvédelem): Meghatározza a PV forrásáramkörök védelmére vonatkozó követelményeket.
- Kivétel: A biztosítékok nem szükségesek, ha az összes másik forrásból származó rövidzárlati áramok nem haladják meg a vezetők áramterhelhetőségét vagy a modul maximális soros biztosítékértékét.
- Képlet: A biztosítékok szükségességének általános szabálya:
(N - 1) x Isc > Max Soros Biztosíték Érték.- Ahol N a párhuzamos stringek száma.
- Isc a panel rövidzárlati árama (hőmérséklet/besugárzás biztonsági tényezőkkel korrigálva, általában 1,25).
- VIOX megoldások: A VIOX 10x38 mm-es gPV biztosítékokat gyárt, amelyeket kifejezetten a DC napelem rendszerekben gyakori alacsony túláramú hibák megszakítására terveztek, amelyeket a szabványos AC biztosítékok nem feltétlenül tudnak megszüntetni.
