Norint užtikrinti saulės energijos sistemos ilgaamžiškumą ir patikimumą, labai svarbu pasirinkti tinkamą apsaugos nuo viršįtampių įtaisą (SPD). Šiame išsamiame vadove rasite svarbiausius veiksnius, į kuriuos reikia atsižvelgti renkantis SPD savo fotovoltiniam įrenginiui, ir padėsite apsaugoti vertingas investicijas nuo žalingų elektros viršįtampių.
Kodėl jūsų saulės sistemai reikalinga SPD apsauga
Saulės energijos sistemos yra ypač pažeidžiamos dėl kelių priežasčių:
- Atidengta vieta: Saulės baterijos paprastai įrengiamos atvirose vietose.
- Išplėstos kabelių trasos: Nuolatinės srovės maitinimo kabeliai gali veikti kaip antenos sukeltiems viršįtampiams
- Jautri elektronika: Inverteriuose, stebėjimo sistemose ir valdymo įrangoje yra pažeidžiamų komponentų.
- Žaibo atrakcija: Saulės kolektorių masyvai gali būti patrauklūs žaibams
Nesant tinkamos apsaugos nuo viršįtampių, vienas žaibo smūgis arba tinklo perjungimas gali sukelti tūkstančius dolerių kainuojančią žalą inverteriams, įkrovos valdikliams, skydeliams ir stebėjimo sistemoms. Net ir mažesni pasikartojantys viršįtampiai ilgainiui gali sugadinti sistemos komponentus, sumažinti efektyvumą ir sutrumpinti eksploatavimo trukmę.
Pagrindiniai veiksniai renkantis tinkamą saulės energijos SPD
1. Suprasti SPD tipus ir jų taikymą
SPD skirstomi į tris pagrindinius tipus, kurių kiekvienas tenkina skirtingus apsaugos poreikius:
1 tipo SPD:
- Naudojamas apsaugai nuo tiesioginių žaibo smūgių
- Įrengti paslaugų įvaduose arba komunalinių paslaugų jungtyse
- Išbandyta su 10/350 μs bangos forma, kad būtų galima apdoroti didelės energijos impulsus
- Reikalinga pastatuose su išorinėmis apsaugos nuo žaibo sistemomis
- Paprastai naudojama kibirkšties tarpo technologija
2 tipo SPD:
- Apsauga nuo indukuotų viršįtampių ir perjungimo įvykių
- Montuojami prie paskirstymo skydų arba subpanelų
- Išbandyta su 8/20 μs bangos forma
- Metalo oksido varistorių (MOV) technologijos naudojimas
- Labiausiai paplitęs tipas, naudojamas standartiniuose saulės energijos įrenginiuose
3 tipo SPD:
- Užtikrinkite puikią jautrios galinės įrangos apsaugą
- Įrengti šalia tam tikrų elektroninių prietaisų
- Mažesnė išleidimo talpa nei 1 ir 2 tipų.
- Dažnai naudojami stebėjimo sistemoms ir ryšių sąsajoms.
Daugumai gyvenamųjų ir komercinių saulės energijos sistemų, norint užtikrinti visapusišką apsaugą, reikės kelių SPD tipų. Taip pat galima įsigyti 1+2 tipų kombinuotus SPD, kurie sujungia abiejų tipų apsaugines savybes į vieną įrenginį.
2. Įvertinkite savo sistemos įtampos reikalavimus
Vienas iš svarbiausių pasirinkimo kriterijų yra SPD vardinės įtampos atitikimas jūsų saulės sistemos reikalavimams:
Didžiausia nuolatinė darbinė įtampa (MCOV arba Uc):
- Nuolatinės srovės SPD turi turėti aukštesnius MCOV parametrus nei maksimali sistemos atvirosios grandinės įtampa (Voc).
- Nepamirškite, kad šalta temperatūra padidina PV masyvo įtampą
- Gera praktinė taisyklė: Pasirinkite nuolatinės srovės SPD, kurių MCOV bent 10% viršija didžiausią sistemos Voc
- Pavyzdžiui, 600 V nuolatinės srovės sistemai reikalingi SPD, kurių MCOV yra bent 660 V nuolatinės srovės.
- Kintamosios srovės SPD turėtų viršyti vardinę sistemos įtampą bent 25%
Naudojant SPD su nepakankamu MCOV, SPD sugenda anksčiau laiko ir gali kilti gaisro pavojus, nes prietaisas normalią sistemos įtampą laikys viršįtampiu.
3. Patikrinkite apsaugos nuo įtampos lygį (aukštyn)
Apsaugos nuo įtampos lygis arba įtempimo įtampa rodo didžiausią įtampą, kuri pasieks jūsų įrangą viršįtampio metu:
- Mažesnės "Up" vertės užtikrina geresnę jautrių komponentų apsaugą
- Aukštyn turėtų būti mažesnė už jūsų įrangos atsparumo impulsams vardinę vertę.
- Norėdami užtikrinti geriausią apsaugą, pasirinkite SPD, kurio aukštis iki bent 20% mažesnis už įrangos toleranciją.
- Tipiniams fotovoltiniams keitikliams reikalingos mažesnės nei 2,5-4 kV vertės.
Lyginant SPD, žemesnis apsaugos nuo įtampos lygis paprastai reiškia geresnę apsaugą, tačiau jis turi būti suderintas su kitais parametrais.
4. Įvertinti reikiamą išleidimo srovės pajėgumą
SPD gebėjimą atlaikyti viršįtampių sroves lemia du svarbūs parametrai:
Nominali išleidimo srovė (In):
- Nurodo, kokio dydžio viršįtampio srovę SPD gali valdyti pakartotinai
- Didesnės vertės reiškia didesnį patvarumą dažniems šuoliams
- 2 tipo SPD, naudojamiems saulės elektrinėse, reikia ieškoti 10-20 kA arba didesnių In vardinių parametrų.
Didžiausia iškrovos srovė (Imax):
- Didžiausia vienkartinė viršįtampio srovė, kurią SPD gali saugiai nukreipti
- 2 tipo prietaisai paprastai būna 40-80 kA
- Didelio apšvietimo regionuose esančioms sistemoms turėtų būti naudojami didesni vardiniai parametrai
- 1 tipo SPD vietoj impulsinio išlydžio srovės (Iimp) įvertinimo
Subalansuokite šiuos įvertinimus pagal žaibo pavojų jūsų vietovėje ir sistemos svarbą. Vietovėms, kuriose dažnai griaudėja perkūnija, reikia aukštesnių reitingų nei vietovėms, kuriose žaibų aktyvumas yra minimalus.
5. Atsižvelkite į trumpojo jungimo srovės stiprį (SCCR)
SCCR nurodo didžiausią galimą trumpojo jungimo srovę, kurią SPD gali saugiai atlaikyti, jei jis sugestų:
- SPD SCCR turi būti lygus arba didesnis už galimą gedimo srovę jo įrengimo vietoje.
- Tai yra privalomas saugos reikalavimas pagal daugelį elektros taisyklių.
- Aukštos įtampos fotovoltinių sistemų nuolatinės srovės SPD susiduria su dideliais gedimo srovės valdymo iššūkiais
- Kai kuriems SPD reikia išorinių apsaugos nuo viršįtampių įtaisų, kad būtų pasiektas pažymėtas SCCR.
6. Nustatykite optimalią SPD vietą
Norint užtikrinti veiksmingą saulės sistemos apsaugą, labai svarbu strategiškai išdėstyti SPD:
Nuolatinės srovės pusės išdėstymo gairės:
Pramonėje plačiai taikoma "<10 metrų taisyklė":
- Jei nuolatinės srovės kabelio ilgis yra mažesnis nei 10 metrų: Paprastai pakanka vieno SPD komplekto prie keitiklio nuolatinės srovės įėjimo.
- Jei nuolatinės srovės kabelio ilgis viršija 10 metrų: Įrengti du SPD komplektus - vieną prie fotovoltinio masyvo (komutacinėse dėžutėse), kitą - prie keitiklio įėjimo.
Jei tai didesnės sistemos, apsvarstykite galimybę apsaugoti šiuos pagrindinius taškus:
- Masyvo lygis: Įdiekite SPD paskirstytųjų masyvų derinimo dėžutėse
- Inverterio nuolatinės srovės įvestis: Įrengti SPD prieš pat inverterio nuolatinės srovės įėjimus
- Styginių lygis: Sistemose, kuriose yra kelios eilutės, apsvarstykite eilutės lygio apsaugą.
Kintamosios srovės pusės vieta:
- Tinklo sujungimo taškas: Pirminė apsauga pagrindiniame maitinimo skydelyje
- Inverterio kintamosios srovės išvestis: Antrinė apsauga prie keitiklio
- Paskirstymo skydai: Papildoma apsauga didesnių sistemų subpaneliams
Taip pat apsvarstykite ryšių ir stebėjimo sistemų, kurios dažnai yra labai jautrios viršįtampiams, apsaugą.
7. Patikrinkite atitiktį atitinkamiems standartams
Patikrinkite, ar jūsų pasirinkti SPD atitinka taikomus standartus:
- IEC 61643-31: Standartas, skirtas specialiai fotovoltiniams SPD
- IEC 61643-32: PV SPD atrankos ir taikymo principai
- UL 1449: SPD saugos standartas Šiaurės Amerikoje
- IEC 62305 serija: Žaibosaugos sistemų standartai
- NEC 690.7 straipsnio C dalis: Nacionalinio elektros kodekso reikalavimai
Produktai, atitinkantys UL 1449 reikalavimus ir turintys 1 arba 2 tipo žymenį, Šiaurės Amerikoje paprastai priimtini fotovoltiniams įrenginiams.
8. Įvertinti išorinės apsaugos nuo žaibo įtaką
Jei jūsų pastate įrengta išorinė apsaugos nuo žaibo sistema (LPS), reikia atsižvelgti į "atstumą "s" tarp jos ir jūsų fotovoltinės sistemos:
- Jei galima išlaikyti atskyrimo atstumą: 2 tipo SPD gali pakakti
- Jei negalima išlaikyti atstumo: 1 tipo SPD tampa privalomi
Tai esminis projektavimo aspektas, kuris turi didelę įtaką jūsų SPD pasirinkimo strategijai.
9. Supraskite savo sistemos įžeminimo konfigūraciją
Skirtingoms įžeminimo konfigūracijoms reikalingos specialios SPD prijungimo schemos:
DC pusės konfigūracijos:
- Funkciškai įžemintas: Vienas nuolatinės srovės polius sujungtas su žeme
- Didelės varžos įžeminimas: Nuolatinės srovės polis sujungtas su žeme per varžą
- Neišrastas/plaukiojantis: Nė vienas iš polių nėra tiesiogiai sujungtas su žeme
Kintamosios srovės pusės konfigūracijos:
- TN-C, TN-S, TN-C-S sistemos
- TT sistemos
- IT sistemos
Kiekvienai konfigūracijai reikia konkrečios SPD jungimo schemos, kad būtų užtikrinta veiksminga apsauga. Pavyzdžiui, neįžemintoms (IT) fotovoltinėms sistemoms dažnai reikia SPD su "Y konfigūracija", kad būtų užtikrinta visapusiška apsauga.
Geriausia montavimo praktika siekiant optimalaus SPD veikimo
Sumažinkite jungiamųjų laidų ilgį
Fizinis SPD laidų sujungimas turi lemiamos įtakos jo veikimui:
- Jungiamieji laidai turi būti kuo trumpesni.
- Idealus bendras laidų ilgis turėtų būti mažesnis nei 0,5 metro.
- Bendras jungties ilgis niekada neviršija 1 metro
- Venkite aštrių laidininkų lenkimų, nes jie didina induktyvumą.
Greitai kylant viršįtampio srovėms, net ir trumpuose jungiamojo laido ruožuose susidaro didelis indukcinis įtampos kritimas. Tai tiesiogiai padidina SPD prispaudimo įtampą ir gali pakenkti apsaugai.
Užtikrinkite tinkamą laidininko dydį
- 2 tipo SPD apsauginio įžeminimo jungtims naudokite mažiausiai 6 mm² varinius laidininkus.
- 1 tipo SPD apsauginio įžeminimo jungtims naudokite 16 mm² vario arba didesnes jungtis.
- Laidininkai, kuriais tiekiama srovė, turi būti bent jau lygūs sistemos laidams, jei ne didesni.
- Visada laikykitės gamintojo rekomendacijų ir atitinkamų standartų
Tinkamai nutieskite kabelius
- Kintamosios srovės, nuolatinės srovės ir duomenų perdavimo kabelių ir su jais susijusių ekvipotencialinio išlyginimo laidininkų tiesimas.
- Taip sumažinamas laidų formuojamų kilpų plotas, todėl sumažėja indukuotų viršįtampių.
- Sukurkite paskirtus kabelių kelius, kad sumažintumėte elektromagnetinių trikdžių poveikį.
Techninės priežiūros reikalavimai ilgalaikei apsaugai
Net ir geriausių SPD tarnavimo laikas yra ribotas:
- Dauguma kokybiškų SPD įprastomis sąlygomis tarnauja 10-15 metų.
- Reguliariai tikrinama, ar nėra SPD aktyvavimo arba gedimo požymių.
- Svarbiems įrenginiams rinkitės SPD su nuotolinio stebėjimo galimybėmis.
- Pakeiskite SPD po didelių viršįtampių, net jei išorinių pažeidimų nematyti.
- Nustatyti reguliarių patikrinimų tvarkaraščius, ypač prieš audras.
Dažniausios SPD pasirinkimo klaidos, kurių reikia vengti
Rinkdamiesi apsaugą nuo viršįtampių savo saulės sistemai, venkite šių dažnai daromų klaidų:
- Apsauga nuo per mažo dydžio: Pasirinkti SPD su nepakankamu energijos suvartojimo pajėgumu
- Šiluminių charakteristikų ignoravimas: Neatsižvelgimas į aukštą temperatūrą lauko korpusuose
- Vaizdas į koordinavimą: Nesuderintų SPD įrengimas, kai tinkamai nekoordinuojamas energijos išsklaidymas
- Nepilna apsauga: Apsauga tik nuolatinės arba kintamosios srovės pusėje, todėl lieka pažeidžiamų vietų.
- Kintamosios srovės SPD naudojimas nuolatinės srovės apsaugai: Kintamosios ir nuolatinės srovės SPD NEGALIMA sukeisti tarpusavyje, nes skiriasi jų gebėjimas gesinti elektros lanką.
- Kompromisai dėl kokybės: Pasirinkti pigiausią variantą, o ne tinkamai sertifikuotus prietaisus
- Netinkamas įžeminimas: Net geriausių SPD įrengimas su netinkamomis įžeminimo sistemomis
- Trūkstami rodikliai: Pasirinkti prietaisai be būsenos indikatorių, todėl sudėtinga atlikti techninę priežiūrą
Išvados: Investicijų į saulės energiją apsauga
Pasirenkant tinkamą SPD saulės energijos sistemai, reikia atidžiai atsižvelgti į sistemos charakteristikas, aplinkos veiksnius ir apsaugos reikalavimus. Tinkamai įvertinę savo poreikius ir įgyvendinę suderintą apsaugos strategiją, galite gerokai sumažinti su viršįtampiais susijusios žalos riziką.
Atminkite šiuos svarbiausius dalykus:
- Pasirinkite SPD, specialiai sukurtus ir pritaikytus fotovoltiniams įrenginiams
- Suderinkite vardinę įtampą su savo sistemos reikalavimais
- Įgyvendinti apsaugą tiek nuolatinės, tiek kintamosios srovės pusėse
- Pasirinkite tinkamus apsaugos lygius pagal geografinę žaibo riziką
- Užtikrinkite tinkamą montavimą pagal gamintojo rekomendacijas
- SPD priežiūra ir keitimas pagal rekomenduojamus grafikus
Palyginti nedidelė investicija į kokybišką apsaugą nuo viršįtampių gali padėti išvengti tūkstančių dolerių galimos žalos ir sistemos prastovos. Nesileiskite į kompromisus saugodami savo saulės energijos sistemą - tai esminis elementas, užtikrinantis, kad investicijos į atsinaujinančiąją energiją atsipirktų dešimtmečius.
Susijęs
Liejinio korpuso grandinės pertraukiklis vs apsaugos nuo viršįtampių įtaisas
