Sors: iaeimagazine.org
Il-maltempata perfetta tas-sajjetti għall-qerda tinsab fuq il-qasam solari. Solar Panels "kbar - u spiss esposti u iżolati - post jagħmlu l-protezzjoni tal-mewġ kritiku biex iddum il-ħajja tagħha.
Is-sajjetti huma kwittanza elettrika fl-atmosfera. Meta jolqot sajjetti, in-nirien huma suxxettibbli li jseħħu minħabba r-rilaxx tal-enerġija. Is-sħab Nimbus (sħab tax-xita) għandhom konċentrazzjoni ta 'ħlas elettriku, u l-akkumulazzjoni tagħhom toħloq jonizzazzjoni ta' l-arja. L-jonizzazzjoni ta 'l-arja li tinsab bejn l-art u s-sħab ta' Nimbus toħloq kwittanza mis-sħab għall-art. Is-sħab ta 'Nimbus jikkawżaw l-akbar żidiet minħabba li huma dak li jiġġeneraw sajjetti.
Strajkijiet indiretti tas-sajjetti huma distruttivi. Osservazzjonijiet aneddotali dwar l-attività tas-sajjetti normalment huwa indikatur fqir tal-livell ta 'sajjetti - vultaġġi żejda indotti fil-matriċi PV1- Strajkijiet tas-sajjetti indiretti jistgħu faċilment jagħmlu ħsara lill-komponenti sensittivi fit-tagħmir PV, li ħafna drabi jkollhom spiża għolja biex isewwu jew jissostitwixxu l-komponenti bil-ħsara u jaffettwaw l-affidabilità tas-sistema PV1- Il-vultaġġ żejjed jiddependi fuq il-kundizzjonijiet ta 'setup ta' kull sistema PV u l-wajers.
Is-sistemi PV huma esposti fi spazji miftuħa kbar, tipikament fl-għelieqi jew fuq l-uċuħ tal-bini. Is-sħab tax-xita ċċarġjati li jakkumulaw fuq dawn l-għelieqi miftuħa għandhom il-propensità biex jirrilaxxaw il-ħlas fil-forma ta 'sajjetti. Meta jiġri dan, x'aktarx li sseħħ żieda ta 'vultaġġ. Iktar ma tkun espansiva l-għalqa, iktar tkun probabbli li sseħħ qerda.
Tagħmir elettroniku jista 'faċilment ikun bil-ħsara sal-punt ta' falliment katastrofiku minn żidiet. Jekk isseħħ mewġa meta jkun hemm xi persunal, dan se jipperikola s-sigurtà tagħhom ukoll. Strajkijiet indiretti tas-sajjetti jistgħu jkunu fatali jekk il-persuna tkun fi żmien 60 pied mill-punt tal-istrajk tas-sajjetti [2]. Meta sistema PV tkun tinsab fuq sit industrijali, l-operazzjonijiet tan-negozju u t-tagħmir huma wkoll fil-periklu. L-inverters jiswew ħafna, iżda għal applikazzjonijiet industrijali, falliment saħansitra aktar għali huwa l-ispiża tal-ħin ta 'waqfien.
Meta s-sajjetti jolqtu sistema PV solari, jikkawża kurrent temporanju indott u vultaġġ fil-linji tal-wajer tas-sistema PV solari. Dawn il-kurrenti u vultaġġi temporanji se jidhru fit-terminali tat-tagħmir u x'aktarx jikkawżaw insulazzjoni u fallimenti dielettriċi fil-komponenti elettriċi u elettroniċi PV solari bħalma huma l-pannelli PV, l-inverter, il-kontroll u l-komunikazzjonijiet tagħmir2, kif ukoll apparati fl-installazzjoni tal-bini3- Il-kaxxa tal-firxa, l-inverter, u l-apparat MPPT (massimu tal-power point tracker) għandhom l-ogħla punti ta 'falliment.
Biex tevita li l-enerġija għolja tgħaddi minn elettronika u tikkawża ħsara ta 'vultaġġ għoli lis-sistema PV, iż-żidiet ta' vultaġġ irid ikollhom triq lejn l-art. Biex tagħmel dan, l-uċuħ konduttivi kollha għandhom ikunu msejsa direttament u l-wajers kollha li jidħlu u joħorġu mis-sistema (bħal kejbils Ethernet u ac mains) jiġu akkoppjati mal-art permezz ta 'apparat ta' protezzjoni kontra ż-żieda (SPD).
SPD huwa meħtieġ għal kull grupp tal-kordi fil-kaxxa tal-firxa, il-kaxxa ta 'rikombiner, kif ukoll għall-iskonnettjar tad-DC.
Klassifikazzjonijiet ta 'Apparat ta' Protezzjoni Agge
L-SPDs jipprovdu protezzjoni kontra l-perikli kkawżati minn żidiet.
UL 1449 [4] jiddefinixxi tip 1, tip 2, u tip 3 SPDs:
Tip 1:Port wieħed, SPDs konnessi b'mod permanenti, ħlief għal watt - siegħa ta 'socket tal-miter tas-siegħa, maħsub għall-installazzjoni bejn is-sekondarja tat-transformer tas-servizz u n-naħa tal-linja tat-tagħmir tas-servizz ta' apparat żejjed, kif ukoll in-naħa tat-tagħbija, inkluż Watt - siegħa ta 'meter ta' socket u SPDs intenzjonati biex jiġu installati mingħajr apparat ta 'protezzjoni żejda. SPDs tat-tip 1 għall-użu fis-sistemi PV jistgħu jiġu konnessi bejn il-firxa PV u l-iskonnettjar tas-servizz ewlieni.
Tip 2:SPDs konnessi b'mod permanenti maħsuba għall-installazzjoni fuq in-naħa tat-tagħbija tal-apparat ta 'kurrent żejjed tat-tagħmir tas-servizz; inklużi SPDs li jinsabu fil-pannell tal-fergħa u SPDs tal-każ iffurmat. Il-valur IMAX huwa l-kurrent massimu ta 'kwittanza rappreżentat minn forma ta' mewġ ta '8/20 µs li l-SPD jista' jappoġġja.
Tip 3:Punt ta 'użu SPDs, installat f'tul minimu ta' konduttur ta '10 metri mill-pannell tas-servizz elettriku sal-punt ta 'użu, pereżempju korda konnessa, plagg dirett - fi, tip ta' reċipjent u SPDs installati fit-tagħmir ta 'użu li jkun protett. Id-distanza (10 metri) hija esklussiva mill-kondutturi li huma pprovduti jew użati biex iwaħħlu SPDs.
SPDs tat-tip 1 jipproteġu kontra strajkijiet diretti tas-sajjetti u huma kkaratterizzati minn mewġ kurrenti 10/350 µs. SPDs tat-tip 1 jintużaw f'inverters ċentrali.
SPDs tat-tip 2 jipproteġu kontra strajkijiet tas-sajjetti indiretti, li huma kkaratterizzati minn forom ta 'mewġ ta' 8/20 µs. Forma ta 'mewġ ta' 8/20 µs tfisser li l-istrajk għandu ħin ta 'żieda ta' 8 µs u tul ta 'nofs - nofs quċċata ta' 20 µs. SPDs tat-tip 2 jipprevjenu t-tixrid ta 'vultaġġ żejjed f'installazzjonijiet u tagħmir elettriku. Huma jipproteġu wkoll kontra l-effett elettromanjetiku tas-sajjetti li jxerred żieda fil-wajer.
SPD tat-tip 2 għandu jintuża fuq kull MPPT u fi ħdan inverters u kaxxi tal-firxa.
Il-kaxex fejn iseħħu ż-żidiet huma ġeneralment imħassra minn strajkijiet li huma indiretti. Mhuwiex biss it-tip ta 'materjal u għoli, iżda wkoll il-forma li taffettwa l-abilità ta' oġġett li jattira strajkijiet tas-sajjetti. Jekk il-forma tal-kaxxa jew il-materjal għandha tendenza li tattira strajkijiet tas-sajjetti, allura għandha tintuża SPD tat-tip 1 jew virga tas-sajjetti.
L-għoli, il-forom bil-ponta, u l-iżolament huma l-karatteristiċi dominanti li jiddeterminaw fejn jolqot is-sajjetti. Hija ħrafa li l-metall jattira s-sajjetti. Madankollu, huwa importanti li wieħed jinnota li irrispettivament minn fejn tinsab ir-razzett PV, jew il-forma ta 'xi oġġetti fil-qrib, l-SPDs huma essenzjali għal kull sistema PV minħabba s-suxxettibilità inerenti tagħhom għal strajkijiet diretti u indiretti.
Għażla u Installazzjoni tal-Apparat tal-Protezzjoni tal-Mearge għal Sistemi PV
Is-sistemi PV għandhom karatteristiċi uniċi, li għalhekk jeħtieġu l-użu ta 'SPDs li huma ddisinjati speċifikament għal sistemi PV.
Is-sistemi PV għandhom vultaġġi għoljin tas-sistema DC sa 1500 volt. Il-punt massimu tal-qawwa tagħhom jaħdem għal ftit perċentili biss taħt il-kurrent taċ-ċirkwit qasir tas-sistema.
Biex tiddetermina l-modulu SPD xieraq għas-sistema PV u l-installazzjoni tagħha, trid tkun taf:
id-densità tal-flash tonda tas-sajjetti;
it-temperatura operattiva tas-sistema;
il-vultaġġ tas-sistema;
il-klassifikazzjoni tal-kurrent taċ-ċirkwit qasir tas-sistema;
il-livell ta 'forma tal-mewġ li għandu jkun protett kontra (indirett jew sajjetti diretti); u
il-kurrent ta 'kwittanza nominali.
Ir-rekwiżiti SPD għal installazzjoni li hija protetta minn sistema ta 'protezzjoni esterna tas-sajjetti (LPS) jiddependu fuq il-klassi magħżula tal-LPS u jekk id-distanza ta' separazzjoni bejn l-LPS u l-installazzjoni PV hijiex iżolata jew mhux - iżolata [4]. IEC 62305-3 jagħti dettalji dwar ir-rekwiżiti tad-distanza ta 'separazzjoni għal LPS estern.
Biex ikollok effett protettiv, il-livell ta 'protezzjoni tal-vultaġġ ta' SPD (UP) għandu jkun 20% inqas mis-saħħa dielettrika tat-tagħmir terminali tas-sistema.
Huwa importanti li tuża SPD b'kurrent ta 'short circuit li jiflaħ akbar mill-kurrent ta' ċirkwit qasir tal-korda tal-firxa solari li l-SPD huwa konness miegħu. L-SPD li huwa pprovdut fuq il-ħruġ DC għandu jkollu DC MCOV daqs jew ikbar mill-vultaġġ massimu tas-sistema fotovoltajka tal-pannell.
Meta s-sajjetti jolqtu fil-punt A (ara l-Figura 1), il-pannell PV solari u l-inverter x'aktarx ikunu bil-ħsara. L-inverter biss se jkun bil-ħsara jekk is-sajjetti jolqtu fil-punt B. Madankollu, l-inverter huwa tipikament l-iktar komponent għali fis-sistema PV, u huwa għalhekk li huwa essenzjali li tagħżel u tinstalla sew il-SPD korrett kemm fuq il-linji AC kif ukoll fuq DC. L-eqreb l-istrajk ikun lejn l-inverter, iktar ikun bil-ħsara l-inverter.
Figura 1.Post tal-istrajk tas-sajjetti.
SPDs għan-naħa DC tas-sistemi fotovoltajċi
Is-sorsi PV għandhom karatteristiċi ta 'kurrent u ta' vultaġġ differenti ħafna minn sorsi DC tradizzjonali: għandhom karatteristika lineari mhux - u jikkawżaw tul - persistenza fit-tul ta 'arki mixgħula. Għalhekk, is-sorsi kurrenti PV mhux biss jeħtieġu swiċċijiet PV akbar u fuses PV, iżda wkoll skonnettur għall-apparat protettiv tal-mewġa li huwa adattat għal din in-natura unika u kapaċi jlaħħaq mal-kurrenti PV.
SPDs installati fuq in-naħa DC għandhom dejjem ikunu ddisinjati speċifikament għal applikazzjonijiet DC. L-użu ta 'SPD fuq in-naħa AC jew DC mhux korretta huwa perikoluż taħt kondizzjonijiet ta' difett.
Meta SPDs jintużaw fuq in-naħa DC, għandhom jintużaw ukoll fuq in-naħa AC minħabba d-differenzi potenzjali.
SPDs għan-naħa AC
Il-protezzjoni tal-mewġ hija daqstant importanti għan-naħa AC kif inhi għan-naħa DC. Tiżgura li l-SPD huwa ddisinjat speċifikament għan-naħa AC.
Għal protezzjoni ottimali, l-SPD għandu jkun daqs speċifikament għas-sistema. L-għażla xierqa tiggarantixxi l-aħjar protezzjoni bl-itwal ħajja.
Min-naħa tal-AC, inverters multipli jistgħu jiġu konnessi mal-istess SPD jekk jaqsmu l-istess konnessjoni tal-grilja.
Installazzjoni
L-SPDs għandhom dejjem jiġu installati 'l fuq mill-apparati li se jipproteġu. NFPA 780 12.4.2.1 jgħid li l-protezzjoni tal-mewġ għandha tkun ipprovduta fuq il-ħruġ DC tal-pannell solari minn pożittiv għal art u negattiv għall-art, fil-kaxxa tal-kombinatur u rikombiner għal pannelli solari multipli, u fil-ħruġ AC tal-inverter.
L-installazzjoni xierqa ta 'SPD tiddependi fuq tliet valuri, li huma:
Vultaġġ operattiv kontinwu massimu: Il-vultaġġ li l-SPD se jattiva.
Livell ta 'Protezzjoni tal-Vultaġġ: Il-kategorija ta' vultaġġ żejjed tat-tagħmir għandha tkun ogħla mil-livell ta 'protezzjoni tal-vultaġġ ta' SPD.
Kurrent ta 'kwittanza nominali: L-ogħla valur tal-forma tal-mewġ (8/20 µs għal SPDs tat-tip 2) li l-SPD huwa kapaċi jiflaħ wara żidiet ripetittivi.
Kejbils
Il-kejbils fis-sistemi PV ħafna drabi jiġu estiżi fuq distanzi twal sabiex ikunu jistgħu jilħqu l-punt ta 'konnessjoni tal-grilja. Madankollu, tulijiet twal tal-kejbil qatt ma huma rrakkomandati, u s-sistemi PV huma 'l bogħod minn eċċezzjoni.
Dan minħabba li l-effett tal-qasam - ibbażat u mmexxi interferenza elettrika li hija kkawżata minn skariki tas-sajjetti jiżdied fir-rigward maż-żieda fit-tulijiet tal-kejbil u l-linji tal-kondutturi. Meta sseħħ vultaġġ żejjed tranżitorju, kwalunkwe waqgħa ta 'vultaġġ induttiv fil-kejbils ta' konnessjoni tista 'ddgħajjef l-effett protettiv ta' SPD. Dan huwa inqas probabbli li jiġri jekk il-kejbils jgħaddu kemm jista 'jkun qasir.
Il-vultaġġ tal-mewġ huwa kontributur sinifikanti għall-falliment tal-kejbil, u kull impuls fuq kejbil jikkontribwixxi għad-deterjorazzjoni tas-saħħa tal-insulazzjoni tal-kejbil.
Jekk mewġa ta 'mewġa tiġi injettata fi stand - Sistema PV waħedha (sistema li hija' l bogħod mill-grilja tal-enerġija), kwalunkwe operazzjonijiet ta 'tagħmir li huma mħaddma bl-elettriku solari, bħal tagħmir mediku jew provvista ta' ilma, jistgħu jiġu mħarbta.
Il-post u l-kwantità ta 'SPDs biex jiġu installati fuq in-naħa DC jiddependu fuq it-tul tal-kejbil bejn il-pannelli solari u l-inverter (ara t-Tabella 1). Jekk it-tul huwa inqas minn 10 metri, allura SPD wieħed biss huwa meħtieġ u l-SPD għandu jkun installat fl-istess viċinanza bħall-inverter. Jekk it-tul tal-kejbil huwa aktar minn 10 metri, imbagħad installa SPD wieħed fil-viċinanza tal-inverter kif ukoll it-tieni SPD fil-kaxxa li hija qrib il-pannell solari.
Kejbils tar-rotta b'tali mod li jevita linji kbar tal-kondutturi. Il-linji u l-linji tad-dejta AC u DC għandhom jiġu mgħoddija flimkien mal-kondutturi tat-twaħħil equipotential tul ir-rotta kollha biex jiġi żgurat li l-linji tal-kondutturi ma jiġux iffurmati milli jiġu mgħoddija fuq diversi kordi jew meta jgħaqqdu l-inverter mal-konnessjoni tal-grilja.
Tabella 1.Għażla SPD.
Kif tgħaqqad SPDs ma 'inverters
L-irziezet PV huma magħmula minn tagħmir sensittiv ħafna li jeħtieġ protezzjoni espansiva. Minħabba li l-irziezet PV joħolqu qawwa ta 'kurrent dirett (DC), inverters (li huma meħtieġa biex tikkonverti din l-enerġija minn DC għal AC) huma komponent essenzjali għall-produzzjoni elettrika tagħhom. Sfortunatament, l-inverters mhumiex biss suxxettibbli ħafna għal strajkijiet tas-sajjetti iżda huma oerhört għaljin.
NFPA 780,Standard għall-installazzjoni ta 'sistemi ta' protezzjoni tas-sajjetti, fit-12.4.2.3 teħtieġ SPDs addizzjonali fl-input DC tal-inverter jekk l-inverter tas-sistema huwa aktar minn 30 metru mill-eqreb kaxxa tal-kombinatur jew rikombiner.
Installa l-SPD bejn il-fjusis u l-inverter jekk hemm protetturi tal-korda (bħal fuses, breakers DC jew dijodi tal-korda) [ara l-Figura 2].
Figura 2.SPD imqabbad b'mod korrett u ħażin ma 'inverter ma' protetturi tal-korda.
Biex tikkonnettja SPD meta jkun hemm inverter b'kaxxa tal-fjus integrata, żgura li l-fjusis interni huma maqbuda u li l-fjusis esterni tal-korda huma konnessi (ara l-Figura 3). L-SPDs għandhom jiġu mmuntati barra mill-inverter u f'għeluq tat-tip NEMA - 3 r jew ogħla jekk hija applikazzjoni ta 'barra.
L-inverters tal-korda għandhom jiġu installati l-iktar viċin tal-kordi. Kejbils SPD li jgħaqqdu man-netwerk L + / L -, u bejn il-blokka terminali tal-SPD u l-busbar tal-art, għandhom ikunu inqas minn 2.5 metri. Iktar iqsar il-kejbils tal-konnessjoni, iktar tkun effiċjenti u spiża - effettiva l-protezzjoni.
Għal inverters bi tracker MPP wieħed biss, għaqqad is-sekwenza qabel l-inverter u qabbadhom mal-SPD fil-punt tal-interkonnessjoni.
Il-kombinazzjonijiet SPD għandhom ikunu ppjanati għal kull input meta l-inverter ikollu trackers MPP multipli. SPD għandu jintuża għal kull input li huwa mdewweb ma 'dijodu tal-korda.
Figura 3.SPD konness ma 'inverter b'kaxxa tal-fjus integrata
Konklużjoni
Li tħaddem tagħmir fotovoltajku mingħajr protezzjoni kontra ż-żieda xierqa huwa aktar minn negozju riskjuż - Huwa imprudenti.
Sabiex is-sistemi solari jkunu l-futur ta 'dinja iktar ekoloġika, dawn għandhom ikunu protetti. L-okkorrenza tas-sajjetti hija bla waqfien u għalhekk, il-protezzjoni hija essenzjali.
Vulnerabilità ta 'Sistemi Photovoltaiċi għal Strikes tas-sajjetti - kemm diretti kif ukoll indiretti - ifisser li għandhom jinbnew bi protezzjoni ta' mewġ affidabbli u installata kif suppost.
