Kwistjonijiet ta 'Ark DC fotovoltajku Introduzzjoni u Soluzzjonijiet

Bl-iżvilupp mgħaġġel tat-teknoloġija solari, il-ġenerazzjoni tal-enerġija fotovoltajka saret waħda mis-soluzzjonijiet importanti tal-enerġija ħadra madwar id-dinja. Is-sistemi fotovoltajċi għandhom rwol sinifikanti, kemm jekk fuq soqfa residenzjali, parks industrijali, jew impjanti tal-enerġija solari fuq skala kbira-. Fl-istess ħin, il-kwistjonijiet ta 'sikurezza tas-sistemi fotovoltajċi qed jiksbu gradwalment l-attenzjoni. L-ark DC, bħala fenomenu elettriku li jista 'jaffettwa l-istabbiltà tas-sistemi fotovoltajċi, ta' min jifhem bir-reqqa minn kull prattikant u utent.

1.It-tifsira ta 'DC Arc Striking

L-ark tal-kurrent dirett, kif jissuġġerixxi l-isem, jirreferi għall-fenomenu fejn jifforma ark bejn il-punti ta 'kuntatt meta l-mogħdija tal-kurrent f'ċirkwit ta' kurrent dirett tiġi interrotta f'daqqa.

L-ark elettriku huwa tip ta 'fenomenu ta' skariku tal-gass. Meta gass jiġi jonizzat, jifforma kanal konduttiv, li jirriżulta f'ark elettriku. F'ċirkwiti DC fotovoltajċi, meta sseħħ vojt żgħir fiċ-ċirkwit, il-vultaġġ DC madwar id-distakk se joħloq kamp elettriku fi ħdanu. Meta s-saħħa tal-kamp elettriku tilħaq ċertu livell, il-molekuli tal-arja jsiru jonizzati. Il-molekuli tal-arja huma magħmula minn atomi, li jikkonsistu minn nuklei ċċarġjati b'mod pożittiv u elettroni ċċarġjati b'mod negattiv. Taħt kamp elettriku qawwi, l-elettroni jiksbu biżżejjed enerġija biex jinħelsu min-nukleu u jsiru elettroni ħielsa. Dawn l-elettroni ħielsa jaċċelleraw fil-kamp elettriku, jaħbtu ma 'molekuli oħra ta' l-arja, jonizzaw aktar molekuli, u b'hekk joħolqu numru kbir ta 'elettroni ħielsa u joni pożittivi. Dan il-proċess huwa magħruf bħala tqassim tal-gass. Ladarba l-gass jitkisser, jifforma ark elettriku.

Proċess ta' Attakkjar tal-Ark DC:

Għall-kurrent dirett, peress li m'għandu l-ebda punt ta 'qsim żero u d-direzzjoni tal-kurrent ma tinbidilx, l-ark jista' kontinwament jirċievi l-enerġija, u jagħmilha diffiċli biex jitfi waħdu.

Skont il-metodu ta 'konnessjoni taċ-ċirkwit u l-post tal-ark, l-arki jistgħu jinqasmu f'arki ta' serje u arki paralleli (Ark tal-ert jista 'jitqies bħala tip speċjali ta' ark parallel). L-arki tas-serje ġeneralment iseħħu f'konduttur wieħed ħaj. Minħabba li l-ispazjar bejn il-kondutturi huwa żgħir u hemm ħafna kondutturi, il-frekwenza tal-okkorrenza hija ogħla; barra minn hekk, peress li s-sinjal ta 'l-ark tas-serje huwa dgħajjef u faċilment mgħotti mill-istorbju, huwa diffiċli li jiġi skopert u, jekk mhux indirizzat fil-ħin, jista' faċilment jikkawża nirien. L-arki paralleli ġeneralment iseħħu bejn kondutturi ħajjin differenti. Peress li l-ispazjar bejn il-kondutturi huwa kbir u l-mogħdija hija kumplessa, il-frekwenza tal-okkorrenza hija aktar baxxa. Bħalissa, miżuri protettivi bħal fjusis u circuit breakers jistgħu jikkontrollaw b'mod effettiv l-impatt ta 'arki paralleli.

2.Causes ta 'DC Arc Striking

2.1 Kwistjonijiet ta 'Komponent ta' Konnessjoni

Il-komponenti tal-konnessjoni huma wieħed mill-iktar postijiet ta 'inkwiet komuni fis-sistemi fotovoltajċi u huma wkoll kawża ewlenija ta' arcing DC.

• Konnetturi maħlula, ossidizzati jew mikula (bħal plugs MC4) huma problemi komuni: Waqt użu fit-tul-, il-konnetturi jistgħu jinħallux minħabba fatturi bħall-vibrazzjoni u t-tibdil fit-temperatura. Konnetturi maħlula jistgħu jżidu r-reżistenza tal-kuntatt, u jiġġeneraw ammont kbir ta 'sħana meta jgħaddi l-kurrent, u jikkawża li t-temperatura tal-konnettur tiżdied. Temperaturi għoljin jaċċelleraw l-ossidazzjoni u l-użu tal-konnettur, u joħolqu ċiklu vizzjuż li eventwalment iwassal għal vojt, li jista 'jwassal għal arcing.

• Il-crimping tal-ġonot tal-kejbil mhuwiex sa l-istandard: Forza jew tnixxija insuffiċjenti tal-crimping jistgħu jwasslu għal kuntatt fqir fil-ġonot tal-kejbil, li bl-istess mod iżid ir-reżistenza tal-kuntatt, jiġġenera temperaturi għoljin, u konsegwentement jista 'jikkawża arcing.

2.2 Problemi tal-Konduttur

Il-wajers huma komponenti importanti fis-sistemi fotovoltajċi għat-trażmissjoni tal-kurrent, u l-kwalità u l-kundizzjoni tagħhom jaffettwaw direttament it-tħaddim sikur tas-sistema.

• Ħsara lis-saff ta 'insulazzjoni tal-kejbil tista' tikkawża vojt bejn il-konduttur u l-korpi ta 'l-ert jew appoġġi tal-metall, li jistgħu jwasslu għal arcing: L-insulazzjoni tal-kejbil tista' ssirilhom ħsara waqt l-installazzjoni jew l-użu minħabba fatturi bħal ħsara mekkanika jew korrużjoni kimika.

• Il-wajer jista 'jkun bil-ħsara minn forzi esterni (bħal annimali gerriema gnawing jew frizzjoni mekkanika), li jirriżulta f'espożizzjoni lokali, li hija wkoll waħda mill-kawżi ta' tiġbid tal-ark: F'xi power stations fotovoltajċi ta 'barra, annimali gerriema gnawing fuq kejbils iseħħ minn żmien għal żmien.

2.3Fatturi tal-Ambjent u tat-Tixjiħ

Fatturi ambjentali u t-tixjiħ tat-tagħmir huma wkoll kawżi importanti ta 'ark DC f'sistemi fotovoltajċi.

• Espożizzjoni fit-tul għal temperaturi għoljin u umdità għolja jistgħu jaċċelleraw it-tixjiħ tal-komponent, li jwassal għal tnaqqis fil-prestazzjoni tal-insulazzjoni: F'ambjenti ta 'temperatura għolja-, il-materjali tal-komponenti jgħaddu minn tixjiħ termali, u jikkawża l-prestazzjoni tagħhom tonqos gradwalment; f'ambjenti ta'-umdità għolja, il-komponenti jistgħu jsiru niedja, u jaffettwaw il-proprjetajiet ta 'insulazzjoni tagħhom.

• It-trab u l-korrużjoni jinbnew fil-punti ta 'konnessjoni, li jistgħu jfixklu l-kontinwità elettrika u jikkawżaw ħruġ ta' vojt: F'ambjenti fit-trab b'korrużività qawwija, il-punti ta 'konnessjoni għandhom it-tendenza li jakkumulaw ammont kbir ta' trab u sustanzi korrużivi. Dawn il-materjali jistgħu jfixklu t-trażmissjoni tal-kurrent elettriku, iżidu r-reżistenza fil-punti tal-konnessjoni, jiġġeneraw temperaturi għoljin, u potenzjalment jikkawżaw ark.

3.Detection Technology u Applikazzjoni ta 'DC Arc fil-Fotovoltaics

3.1 Interrutur taċ-Ċirkwit tal-Ħsara tal-Ark (AFCI/AFDD)

Il-funzjoni ta 'AFCI hija li "jiskopri u jaqta' l-enerġija" immedjatament meta jseħħ ark, li jipprevjeni n-nar milli jinfirex.

Normalment ikun integrat f'kaxxi DC combiner, inverters, jew circuit breakers biex jimmonitorja s-sinjali kurrenti f'ħin reali. Meta jseħħ ark, il-forma tal-mewġ attwali turi ħsejjes u distorsjoni speċifiċi ta' frekwenza għolja-. L-AFCI juża algoritmi biex jikxef dan is-sinjal anormali u skonnettja malajr iċ-ċirkwit.

Kif muri fil-forma tal-mewġ tal-ispettru kurrenti hawn fuq, l-aħmar jindika l-okkorrenza ta 'ark elettriku, b'kuntrast ċar mal-blu fejn m'hemm l-ebda ark.

F'sistema elettrika tipika, l-istorbju każwali fl-isfond ġeneralment ivarja b'mod notevoli biss fi frekwenzi ogħla minn 200 kHz. B'kuntrast, iċ-ċirkwiti tal-kontrolluri tal-iswiċċjar bħal inverters fis-sistema elettrika tipikament joperaw fi spettri taħt il-50 kHz. Biex ma nsemmux, is-sinjal tal-provvista tal-enerġija AC innifsu huwa fi frekwenza saħansitra aktar baxxa ta '50/60 Hz. Għalhekk, billi tuża l-algoritmu FFT biex tikkonverti l-kurrent tal-kejbil misjub fid-dominju tal-frekwenza u mbagħad tanalizza l-medda ta 'frekwenza bejn 30 kHz u 100 kHz, huwa possibbli li ssir distinzjoni effettiva bejn it-tħaddim normali tas-sistema taċ-ċirkwit u l-kundizzjonijiet anormali tal-ark.

Struttura prinċipali

Circuit breakers tal-ħsara tal-ark AFCI jikkonsistu prinċipalment f'modulu tal-interruttur, modulu tat-tnixxija, modulu tal-enerġija, modulu tal-kondizzjonament tas-sinjal, modulu tal-unità tal-vjaġġ, u modulu tal-interface tal-komunikazzjoni.

• Modulu tal-enerġija: jipprovdi enerġija lill-apparati rilevanti ġewwa l-AFCI/AFDD.

• Modulu ta 'kondizzjonament tas-sinjal: Is-sinjal kurrenti fiċ-ċirkwit prinċipali jgħaddi minn transformer tal-kurrent tal-linja għall-modulu ta' kondizzjonament tas-sinjal. Il-modulu jamplifika, jirrettifika, u jiffiltra s-sinjal qabel jibgħatu lill-mikrokontrollur għall-ipproċessar.

• Modulu tat-tgerbib: Fil-circuit breaker tal-ħsara ta 'l-ark AFCI, l-istruttura elettromanjetika tal-modulu tat-tgerbib tadotta teknoloġija ġdida li tiffranka l-enerġija-, timminimizza t-telf tal-qalba u t-telf ta' ċirkwit qasir- tas-sistema elettromanjetika tal-iswiċċ, u b'hekk timmassimizza l-iffrankar tal-enerġija. Apparat ta 'buffering huwa miżjud biex jitnaqqas l-impatt tal-enerġija fuq is-sistema elettromanjetika, itejjeb il-prestazzjoni tal-għeluq tal-iswiċċ u jestendi l-ħajja tas-servizz tiegħu. Il-mekkaniżmu operattiv tal-modulu tat-tgerbib jista 'jirċievi sinjali ta' ħsara misjuba miċ-ċippa ta 'kontroll prinċipali MCU u jinterrompi ċ-ċirkwit tal-coil permezz ta' kuntatti ta 'kontroll, bil-mekkaniżmu elettromanjetiku jikser iċ-ċirkwit prinċipali. Wara li t-tort jitneħħa, meta tagħfas il-buttuna tat-tħaddim tirrisettja l-modulu.

• Modulu tal-interface tal-komunikazzjoni: Dan il-modulu jippermetti trażmissjoni ta' dejta fil--ħin reali bħal kurrent, vultaġġ, fażi kurrenti, u sinjali tal-ark lill-kompjuter terminali, li jippermetti monitoraġġ mill-bogħod.

Prinċipju ta' ħidma

Iċ-ċippa ta 'kontroll prinċipali MCU tal-circuit breaker tal-ħsara tal-ark AFCI timmonitorja s-sinjal kurrenti fiċ-ċirkwit prinċipali f'ħin reali. Meta tiġi skoperta ħsara fl-ark fiċ-ċirkwit prinċipali, il-mikrokontrollur jibgħat sinjal tal-vjaġġ, u ċ-ċirkwit tal-vjaġġ jesegwixxi l-operazzjoni tal-vjaġġ.

3.2 Teknoloġija ta 'Immaġini Termali Infrared

It-teknoloġija ta 'l-immaġini termali infrared tiskopri tisħin anormali f'punti ta' konnessjoni permezz ta 'kamera infrared, li tippermetti li jiġu identifikati minn qabel riskji potenzjali ta' ark. Kuntatt ħażin ħafna drabi jkun akkumpanjat minn temperaturi għoljin lokalizzati, u l-immaġini termali infra-aħmar jistgħu juru b'mod ċar dawn iż-żoni ta '-temperatura għolja, u jipprovdu lill-persunal tal-manutenzjoni b'referenza intuwittiva.

4.Miżuri Protettivi u Implimentazzjoni għal Ħsarat DC Arc fil-Fotovoltajċi

4.1 Installazzjoni Standard

Installazzjoni xierqa hija l-pedament għall-prevenzjoni ta 'ark DC f'sistemi fotovoltajċi. Matul il-proċess ta 'installazzjoni, kun żgur li l-konnetturi u l-ġonot tal-kejbils ikunu rfid sew biex jiġu evitati konnessjonijiet laxki. Għodod professjonali għandhom jintużaw għall-crimping, li joperaw bil-forza speċifikata biex jiżguraw reżistenza minima ta 'kuntatt fil-punti ta' konnessjoni.

Fl-istess ħin, agħżel materjali ta 'insulazzjoni li jissodisfaw l-istandards biex jitnaqqas ir-riskju ta' ħsara mekkanika. Meta tinstalla kejbils, evita liwi u tiġbid eċċessiv biex tevita ħsara lis-saff ta 'insulazzjoni.

4.2 Għażla tal-Komponent

Agħżel konnetturi u kejbils li huma reżistenti għat-tixjiħ u temperaturi għoljin, u speċjalment f'ambjenti ħarxa, itejbu l-livell ta 'protezzjoni tal-komponenti (bħal IP65/IP67). Meta tagħżel komponenti, ikkunsidra bis-sħiħ il-kundizzjonijiet ambjentali tal-power station fotovoltajka, bħat-temperatura, l-umdità u l-korrużività.

Pereżempju, f'impjanti tal-enerġija fotovoltajċi f'żoni ta'-temperatura għolja, għandhom jintgħażlu konnetturi u kejbils li jistgħu jżommu prestazzjoni stabbli f'temperaturi ogħla; f'ambjenti korrużivi ħafna bħal żoni kostali, għandhom jintgħażlu komponenti b'reżistenza għall-korrużjoni.

4.3 Ottimizzazzjoni tad-Disinn tas-Sistema

L-ottimizzazzjoni tad-disinn tas-sistema hija kruċjali għall-prevenzjoni tal-ark DC fis-sistemi fotovoltajċi. Matul il-proċess tad-disinn, huwa importanti li jiġu evitati vultaġġi DC eċċessivament għoljin (li għandhom jikkonformaw ma 'standards ta' sikurezza), jitnaqqsu linji twal tal-kejbil, u jimminimizzaw il-probabbiltà ta 'skariku tal-vojt.

Ippjana b'mod raġonevoli l-arranġament tal-moduli fotovoltajċi u r-rotot tal-kejbils, bil-għan li jimminimizza t-tul tal-kejbil u jnaqqas in-numru ta 'liwjiet u ġonot fil-kejbils. Fl-istess ħin, għandhom jiġu installati apparati protettivi xierqa, bħal fjusis, circuit breakers, u tagħmir għall-protezzjoni tal-ħsara fl-ark, biex jaqta 'l-enerġija fil-pront f'każ ta' xi anormalitajiet fiċ-ċirkwit.