Prepäťové ochrany DC a AC pre solárne a fotovoltaické systémy

Videl som príliš veľa solárnych projektov, ktoré zlyhali po jednej búrke s bleskami, takže sa spolieham na... Prepäťová ochrana aby sa zabránilo poškodeniu skôr, ako sa dostane k panelom a meničom.

A Prepäťová ochrana pre solárne a fotovoltaické systémy chráni jednosmerné a striedavé obvody pred bleskom a prepätím tým, že bezpečne odvádza nadmerné napätie do zeme, čím zabraňuje poruche a prestojom zariadení.

Ak chcete stabilný výstup, predvídateľné náklady na údržbu a dlhú životnosť systému, pochopenie fungovania DC a AC SPD je ďalším logickým krokom.

Čo je to Prepäťová ochrana DC pre solárne systémy

Často sa stretávam s kupujúcimi, ktorí podceňujú prepätie jednosmerného prúdu, až kým jedna udalosť nezničí menič. Preto vždy začínam s ochranou proti jednosmernému prúdu.

Prepäťová ochrana jednosmerného prúdu v solárnych systémoch obmedzuje prechodné prepätie v jednosmerných obvodoch tým, že prepätia blokuje a vybíja do zeme, čím chráni fotovoltaické panely, káble a meniče.

Ochranu proti jednosmernému prúdu navrhujem s jednou jednoduchou myšlienkou: fotovoltaické panely sú dlhé, odkryté vodiče. Počas bleskov sa správajú ako antény. Dokonca aj nepriamy blesk môže indukovať tisíce voltov do jednosmerných reťazcov. Prepäťová ochrana Blesk nainštalovaný v blízkosti zlučovača polí alebo jednosmerného vstupu invertora funguje ako rýchlo reagujúci bezpečnostný ventil. Nezastaví blesk, ale presmeruje prepäťovú energiu od citlivej elektroniky.

V reálnych projektoch vždy kontrolujem tri základné hodnoty. Po prvé, maximálne jednosmerné napätie poľa za nízkych podmienok. Po druhé, kvalitu uzemnenia. Po tretie, dĺžku vedenia káblov. DC SPD fungujú dobre iba vtedy, keď je odpor uzemnenia nízky a káblové trasy sú krátke. To je kritické pre prepäťovú ochranu v továrňach a veľkých strešných systémoch, kde sú káblové trasy dlhé.

Z mojej skúsenosti vyplýva, že mnohé poruchy, ktoré sa pripisujú „nízkej kvalite meniča“, sú v skutočnosti chýbajúce alebo poddimenzované DC SPD. Správny priemyselný SPD na strane DC dramaticky znižuje náklady na výmenu a prestoje.

Prepäťové ochrany DC pre fotovoltaiku a solárnu energiu

Manažérom obstarávania zvyčajne hovorím, že DC SPD nie sú voliteľné príslušenstvo. Sú to komponenty na ochranu jadra.

Prepäťové ochrany DC pre fotovoltaické a solárne systémy chrániť jednosmerné reťazce a zariadenia pred prepätiami a prechodovými javmi vyvolanými bleskom vo vonkajších inštaláciách.

Keď plánujem prepäťovú ochranu jednosmerného prúdu, najprv sa pozriem na rozloženie systému. Strešné fotovoltaické systémy, pozemné panely a rozsiahle elektrárne sa počas prepätia správajú odlišne. Prepäťová ochrana Inštalácia v DC zlučovacej skrinke znižuje zaťaženie elektroniky zapojených v sieti. Vo väčších systémoch často používam koordinovanú ochranu s SPD na úrovni poľa a meniča.

Nižšie je uvedené praktické porovnanie, ktoré používam pri výbere DC SPD:

Tento prístup funguje dobre pre priemyselné projekty SPD, kde je dôležitá prevádzkyschopnosť. Znižuje tiež záručné spory, pretože škody spôsobené prepätím sú jednoznačne zmiernené.

Vysvetlenie menovitého napätia prepäťovej ochrany DC

Vždy pripomínam kupujúcim, že chyby v menovitom napätí sú jednou z najdrahších chýb v prepäťovej ochrane jednosmerného prúdu.

Menovité napätie prepäťovej ochrany jednosmerného prúdu musí prekročiť maximálne napätie naprázdno pri použití fotovoltaického systému, aby sa predišlo predčasnému zlyhaniu a strate ochrany.

V praxi nikdy nevyberám DC SPD s rovnakým menovitým napätím. Teplota výrazne ovplyvňuje napätie FV panelov. Chladné počasie môže zvýšiť napätie reťazca výrazne nad hodnoty uvedené na štítku. Preto uprednostňujem bezpečnostnú rezervu aspoň 20 %.

Tu je postup, ako zvyčajne porovnávam menovité napätie:

Použitie správneho hodnotenia predlžuje životnosť SPD a zaisťuje predvídateľný výkon. To je dôležité pre kupujúcich, ako je Jeff, ktorí chcú stabilnú kvalitu a nízke celkové náklady na vlastníctvo.

Prepäťová ochrana DC pre fotovoltaické panely a invertory

Zameriavam sa najmä na menič, pretože je to najdrahší a najcitlivejší komponent.

Prepäťová ochrana DC medzi FV panelmi a meničmi obmedzuje prechodnú energiu predtým, ako vstúpi do elektroniky meniča, čím zabraňuje katastrofickým škodám a vypnutiu systému.

Z údajov z praxe vyplýva, že väčšina porúch meničov sa vyskytuje na vstupe jednosmerného prúdu. Dlhé jednosmerné káble zhromažďujú prepäťovú energiu a bez... Prepäťová ochrana, menič absorbuje náraz. Vždy inštalujem DC SPD čo najbližšie k svorkám meniča.

V moderných fotovoltaických systémoch s napätím 1000 V alebo vyšším je nevyhnutná koordinovaná ochrana. Jeden SPD v poli nestačí. Vrstvená ochrana znižuje zvyškové napätie a zlepšuje spoľahlivosť systému. Tento prístup sa široko používa v prepäťovej ochrane pre továrne, kde sú prestoje neprijateľné.

Konfigurácia pólov prepäťových ochrán DC

Často vidím zmätok ohľadom pólov, najmä v prípade plávajúcich verzus uzemnených fotovoltaických systémov.

Konfigurácia pólov prepäťovej ochrany DC závisí od uzemnenia systému a usporiadania vodičov, čím sa zabezpečí úplná ochrana kladných, záporných a uzemňovacích ciest.

Pre väčšinu fotovoltaických systémov sú bežné 2P DC SPD. Chránia kladné a záporné vodiče voči zemi. V zložitejších systémoch môžu byť potrebné 3P konfigurácie. Pred konečným výberom vždy overím topológiu uzemnenia. Nesprávna konfigurácia pólov znižuje účinnosť ochrany a zvyšuje riziko poruchy.

Prepäťové ochrany AC Používa sa v solárnych systémoch

Ochranu proti striedavému prúdu považujem za druhú obrannú líniu po ochrane proti jednosmernému prúdu.

Prepäťové ochrany AC chránia meniče, rozvádzače a záťaže pred prepätím prenikajúcim cez rozvodnú sieť alebo pred internými spínacími udalosťami.

Striedavé SPD sa vyberajú na základe konfigurácie napätia a fáz. V rezidenčných systémoch sa často používajú SPD na 110 V alebo 275 V, zatiaľ čo v priemyselných systémoch sa používajú zariadenia na 385 V. V prípade trojfázových systémov poskytujú konfigurácie 3P+NPE vyváženú ochranu.

Priemyselný SPD na strane AC chráni nielen solárne zariadenia, ale aj pripojené záťaže.

Ako si vybrať Pravá prepäťová ochrana pre solárne

Výber robím jednoducho, pretože prílišná komplikácia spôsobuje chyby.

Výber správneho prepäťového chrániča znamená zladenie napätia, typu systému, miesta inštalácie a úrovne rizika pre spoľahlivú dlhodobú ochranu.

Vždy odporúčam používať certifikované produkty s jasnými prepäťovými ochranami a tepelnou ochranou. Vyhnite sa nesprávnemu kombinovaniu prepäťových zvodičov striedavého a jednosmerného prúdu (SPD). Mnoho porúch vzniká pri inštalácii prepäťových zvodičov striedavého prúdu na jednosmerné obvody. Spolupráca s dodávateľom, ktorý rozumie správaniu prepäťových zvodičov, má skutočný význam.

Záver

Vyberte si to správne Prepäťová ochrana dnes, aby ste ochránili svoju investíciu do solárnej energie a udržali svoj systém v prevádzke aj zajtra.

Často kladené otázky

Otázka 1: Naozaj potrebujú solárne systémy prepäťovú ochranu jednosmerného prúdu?

Áno. Fotovoltaické panely sú vysoko exponované a prepätia jednosmerného prúdu sú hlavnou príčinou poruchy meniča.

Otázka 2: Môže jeden SPD chrániť obvody striedavého aj jednosmerného prúdu?

Nie. AC a DC obvody vyžadujú rôzne konštrukcie a menovité hodnoty SPD.

Otázka 3: Ako často by sa mala vymieňať prepäťová ochrana?

Záleží od prepätia, ale pravidelná kontrola sa odporúča každý rok.

Otázka 4: Je vyššie hodnotenie kA vždy lepšie?

Nie vždy. Musí sa zhodovať s rizikom systému a miestom inštalácie.

Otázka 5: Môže zlé uzemnenie znížiť výkon SPD?

Áno. Kvalita uzemnenia priamo ovplyvňuje účinnosť odvádzania prepätia.