Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις DC και AC για ηλιακά και φωτοβολταϊκά συστήματα

Έχω δει πάρα πολλά ηλιακά έργα να αποτυγχάνουν μετά από μια καταιγίδα με κεραυνούς, οπότε βασίζομαι σε ένα Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις για να αποτρέψετε τη ζημιά πριν φτάσει σε πίνακες και μετατροπείς.

ΕΝΑ Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις για ηλιακά και φωτοβολταϊκά συστήματα προστατεύει τα κυκλώματα DC και AC από κεραυνούς και υπερτάσεις μεταγωγής, εκτρέποντας με ασφάλεια την υπερβολική τάση στη γείωση, αποτρέποντας βλάβες στον εξοπλισμό και διακοπές λειτουργίας.

Αν θέλετε σταθερή απόδοση, προβλέψιμο κόστος συντήρησης και μεγάλη διάρκεια ζωής του συστήματος, η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των SPD DC και AC είναι το επόμενο λογικό βήμα.

Τι είναι ένα Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις DC για ηλιακά συστήματα

Συχνά συναντώ αγοραστές που υποτιμούν τις υπερτάσεις DC, μέχρι που ένα συμβάν καταστρέφει έναν μετατροπέα. Γι' αυτό ξεκινάω πάντα πρώτα με την προστασία DC.

Μια συσκευή προστασίας από υπερτάσεις DC σε ηλιακά συστήματα περιορίζει την παροδική υπέρταση σε κυκλώματα DC, συγκρατώντας τις υπερτάσεις και εκφορτώνοντάς τες στη γείωση, προστατεύοντας τα φωτοβολταϊκά πάνελ, τα καλώδια και τους μετατροπείς.

Σχεδιάζω την προστασία DC με μία απλή ιδέα: Οι φωτοβολταϊκές συστοιχίες είναι μακριοί, εκτεθειμένοι αγωγοί. Συμπεριφέρονται σαν κεραίες κατά τη διάρκεια κεραυνών. Ακόμα και οι έμμεσοι κεραυνοί μπορούν να προκαλέσουν χιλιάδες βολτ σε σειρές DC. A Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις Όταν εγκαθίσταται κοντά στην είσοδο DC του συνδυαστή συστοιχίας ή του μετατροπέα, λειτουργεί ως βαλβίδα ασφαλείας ταχείας απόκρισης. Δεν σταματά τους κεραυνούς, αλλά ανακατευθύνει την ενέργεια από υπερτάσεις μακριά από ευαίσθητα ηλεκτρονικά.

Σε πραγματικά έργα, ελέγχω πάντα τρία βασικά στοιχεία. Πρώτον, τη μέγιστη τάση DC της συστοιχίας σε ψυχρές συνθήκες. Δεύτερον, την ποιότητα γείωσης. Τρίτον, το μήκος δρομολόγησης καλωδίων. Τα DC SPD λειτουργούν καλά μόνο όταν η αντίσταση γείωσης είναι χαμηλή και οι διαδρομές καλωδίων είναι σύντομες. Αυτό είναι κρίσιμο για την προστασία από υπερτάσεις για εργοστάσια και μεγάλα συστήματα στέγης όπου οι διαδρομές καλωδίων είναι μεγάλες.

Από την εμπειρία μου, πολλές βλάβες που αποδίδονται στην «κακή ποιότητα του μετατροπέα» οφείλονται στην πραγματικότητα σε ελλείποντα ή σε υποδιαστασιολογημένα DC SPD. Ένα σωστό βιομηχανικό SPD στην πλευρά DC μειώνει δραματικά το κόστος αντικατάστασης και διακοπής λειτουργίας.

Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις DC για φωτοβολταϊκά και ηλιακή ενέργεια

Συνήθως λέω στους διαχειριστές προμηθειών ότι τα DC SPD δεν είναι προαιρετικά αξεσουάρ. Είναι βασικά εξαρτήματα προστασίας.

Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις DC για φωτοβολταϊκά και ηλιακά συστήματα ενέργειας Προστατέψτε τις στοιχειοσειρές και τον εξοπλισμό DC από υπερτάσεις που προκαλούνται από κεραυνούς και μεταβατικά φαινόμενα μεταγωγής σε εξωτερικές εγκαταστάσεις.

Όταν σχεδιάζω προστασία από υπερτάσεις DC, εξετάζω πρώτα τη διάταξη του συστήματος. Τα φωτοβολταϊκά σε στέγες, οι επίγειες συστοιχίες και οι εγκαταστάσεις κοινής ωφέλειας συμπεριφέρονται διαφορετικά κατά τη διάρκεια συμβάντων υπερτάσεων. A Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις Η εγκατάσταση σε ένα κουτί συνδυαστή DC μειώνει την καταπόνηση στα ηλεκτρονικά κατάντη. Σε μεγαλύτερα συστήματα, συχνά χρησιμοποιώ συντονισμένη προστασία με SPD στη συστοιχία και τον μετατροπέα.

Παρακάτω είναι μια πρακτική σύγκριση που χρησιμοποιώ όταν επιλέγω DC SPD:

Αυτή η προσέγγιση λειτουργεί καλά για βιομηχανικά έργα SPD όπου ο χρόνος λειτουργίας έχει σημασία. Μειώνει επίσης τις διαφορές εγγύησης, επειδή οι ζημιές από υπερτάσεις μετριάζονται σαφώς.

Επεξήγηση των ονομαστικών τάσεων της συσκευής προστασίας από υπερτάσεις DC

Υπενθυμίζω πάντα στους αγοραστές ότι τα λάθη στην ονομαστική τάση είναι ένα από τα πιο ακριβά λάθη στην προστασία από υπερτάσεις DC.

Οι ονομαστικές τάσεις της συσκευής προστασίας από υπερτάσεις DC πρέπει να υπερβαίνουν τη μέγιστη τάση ανοιχτού κυκλώματος του φωτοβολταϊκού συστήματος, για να αποφευχθεί η πρόωρη βλάβη και η απώλεια προστασίας.

Στην πράξη, δεν επιλέγω ποτέ ένα DC SPD ίσο με την ονομαστική τάση. Η θερμοκρασία επηρεάζει σημαντικά την τάση των φωτοβολταϊκών. Ο κρύος καιρός μπορεί να αυξήσει την τάση της στοιχειοσειράς πολύ πάνω από τις τιμές της πινακίδας. Γι' αυτό προτιμώ ένα περιθώριο ασφαλείας τουλάχιστον 20%.

Δείτε πώς συνήθως αντιστοιχίζω τις ονομαστικές τάσεις:

Η χρήση της σωστής αξιολόγησης παρατείνει τη διάρκεια ζωής του SPD και διασφαλίζει προβλέψιμη απόδοση. Αυτό έχει σημασία για αγοραστές όπως ο Jeff, οι οποίοι επιθυμούν σταθερή ποιότητα και χαμηλό συνολικό κόστος ιδιοκτησίας.

Προστασία από υπερτάσεις DC για φωτοβολταϊκά πάνελ και μετατροπείς

Εστιάζω ιδιαίτερα στον μετατροπέα επειδή είναι το πιο ακριβό και ευαίσθητο εξάρτημα.

Η προστασία από υπερτάσεις DC μεταξύ των φωτοβολταϊκών πάνελ και των μετατροπέων περιορίζει την παροδική ενέργεια πριν εισέλθει στα ηλεκτρονικά του μετατροπέα, αποτρέποντας καταστροφικές ζημιές και διακοπή λειτουργίας του συστήματος.

Από τα δεδομένα πεδίου, οι περισσότερες βλάβες του μετατροπέα συμβαίνουν στο στάδιο εισόδου DC. Τα μακριά καλώδια DC συλλέγουν ενέργεια από υπερτάσεις και χωρίς Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις, ο μετατροπέας απορροφά το χτύπημα. Εγκαθιστώ πάντα τα DC SPD όσο το δυνατόν πιο κοντά στους ακροδέκτες του μετατροπέα.

Στα σύγχρονα φωτοβολταϊκά συστήματα που χρησιμοποιούν 1000V ή υψηλότερη, η συντονισμένη προστασία είναι απαραίτητη. Ένα SPD στη συστοιχία δεν είναι αρκετό. Η πολυεπίπεδη προστασία μειώνει την υπολειπόμενη τάση και βελτιώνει την αξιοπιστία του συστήματος. Αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιείται ευρέως στην προστασία από υπερτάσεις για εργοστάσια όπου ο χρόνος διακοπής λειτουργίας είναι απαράδεκτος.

Διαμόρφωση πόλων συσκευών προστασίας από υπερτάσεις DC

Συχνά βλέπω σύγχυση σχετικά με τους στύλους, ειδικά σε πλωτά έναντι γειωμένων φωτοβολταϊκών συστημάτων.

Η διαμόρφωση των πόλων της συσκευής προστασίας από υπερτάσεις DC εξαρτάται από τη γείωση του συστήματος και τη διάταξη των αγωγών, εξασφαλίζοντας πλήρη προστασία των θετικών, αρνητικών και γειωμένων διαδρομών.

Για τα περισσότερα φωτοβολταϊκά συστήματα, οι 2P DC SPD είναι συνηθισμένοι. Προστατεύουν τις θετικές και αρνητικές γραμμές προς τη γη. Σε πιο σύνθετα συστήματα, ενδέχεται να απαιτούνται διαμορφώσεις 3P. Πάντα επαληθεύω την τοπολογία γείωσης πριν από την τελική επιλογή. Μια λανθασμένη διαμόρφωση πόλων μειώνει την αποτελεσματικότητα της προστασίας και αυξάνει τον κίνδυνο βλάβης.

Συσκευές προστασίας από υπερτάσεις AC Χρησιμοποιείται σε ηλιακά συστήματα

Αντιμετωπίζω την προστασία AC ως τη δεύτερη γραμμή άμυνας μετά την προστασία DC.

Οι συσκευές προστασίας από υπερτάσεις AC προστατεύουν τους μετατροπείς, τους πίνακες διανομής και τα φορτία από υπερτάσεις που εισέρχονται μέσω του δικτύου κοινής ωφέλειας ή εσωτερικών συμβάντων μεταγωγής.

Τα SPD AC επιλέγονται με βάση τη διαμόρφωση τάσης και φάσης. Τα οικιακά συστήματα χρησιμοποιούν συχνά SPD 110V ή 275V, ενώ τα βιομηχανικά συστήματα χρησιμοποιούν συσκευές 385V. Για τριφασικά συστήματα, οι διαμορφώσεις 3P+NPE παρέχουν ισορροπημένη προστασία.

Ένα βιομηχανικό SPD στην πλευρά AC προστατεύει όχι μόνο τον ηλιακό εξοπλισμό αλλά και τα συνδεδεμένα φορτία.

Πώς να επιλέξετε το Δεξιά συσκευή προστασίας από υπερτάσεις για την ηλιακή ενέργεια

Διατηρώ την επιλογή απλή επειδή η υπερβολική πολυπλοκότητα προκαλεί λάθη.

Η επιλογή της σωστής συσκευής προστασίας από υπερτάσεις σημαίνει αντιστοίχιση τάσης, τύπου συστήματος, θέσης εγκατάστασης και επιπέδου κινδύνου για αξιόπιστη μακροπρόθεσμη προστασία.

Συνιστώ πάντα τη χρήση πιστοποιημένων προϊόντων με σαφείς ονομαστικές τιμές υπερτάσεων και θερμική προστασία. Αποφύγετε την εσφαλμένη ανάμειξη απαγωγών AC και DC. Πολλές βλάβες οφείλονται στην εγκατάσταση απαγωγών AC σε κυκλώματα DC. Η συνεργασία με έναν προμηθευτή που κατανοεί τη συμπεριφορά των απαγωγών υπερτάσεων κάνει πραγματική διαφορά.

Σύναψη

Διάλεξε το σωστό Συσκευή προστασίας από υπερτάσεις σήμερα για να προστατεύσετε την ηλιακή σας επένδυση και να διατηρήσετε το σύστημά σας σε λειτουργία αύριο.

Συχνές ερωτήσεις

Ε1: Χρειάζονται πραγματικά τα ηλιακά συστήματα προστασία από υπερτάσεις DC;

Ναι. Οι φωτοβολταϊκές συστοιχίες είναι ιδιαίτερα εκτεθειμένες και οι υπερτάσεις DC αποτελούν κύρια αιτία βλάβης του μετατροπέα.

Ε2: Μπορεί ένα SPD να προστατεύσει και τα κυκλώματα AC και DC;

Όχι. Τα κυκλώματα AC και DC απαιτούν διαφορετικά σχέδια και ονομαστικές τιμές SPD.

Ε3: Πόσο συχνά πρέπει να αντικαθίσταται μια συσκευή προστασίας από υπερτάσεις;

Εξαρτάται από την έκθεση σε υπερτάσεις, αλλά συνιστάται τακτική επιθεώρηση κάθε χρόνο.

Ε4: Είναι πάντα καλύτερη μια υψηλότερη βαθμολογία kA;

Όχι πάντα. Πρέπει να ταιριάζει με τον κίνδυνο συστήματος και την τοποθεσία εγκατάστασης.

Ε5: Μπορεί η κακή γείωση να μειώσει την απόδοση του SPD;

Ναι. Η ποιότητα γείωσης επηρεάζει άμεσα την απόδοση εκτροπής υπερτάσεων.