Izvor: iaeimagazine.org
Lightnina savršena oluja za uništavanje nalazi se na solarnom polju. Solarni paneli veliki - i često izloženi i izolirani - lokacija za zaštitu od prenapona za nju traju svoj životni vijek.
Munja je električno pražnjenje u atmosferi. Kad se udari groma, požari su skloni događaju zbog oslobađanja energije. Nimbus Oblaci (kišni oblaci) imaju koncentraciju električnog naboja, a njihova akumulacija stvara ionizaciju zraka. Ionizacija zraka koja je između tla i nimbus oblaka stvara pražnjenje iz oblaka do zemlje. Nimbus oblaci uzrokuju najveće prestanke jer su ono što generiraju munje.
Neizravna udara munje su destruktivna. Anegdotalna zapažanja o njemućnoj aktivnosti obično je loš indikator nivoa grožđa - izazvani prenapona u PV nizovima1. Indirektni udari munje mogu lako oštetiti osjetljive komponente unutar PV opreme, što često ima visoku cijenu za popravak ili zamjenu oštećenih komponenti i utječe na pouzdanost PV sistema1. Prenapona ovisi o uvjetima postavljanja svakog PV sistema i žicama.
PV sustavi su izloženi u velikim otvorenim prostorima, obično u poljima ili na vrhovima zgrada. Naplaćeni oblaci kiše koji akumuliraju na ovakvim otvorenim poljima imaju sklonost oslobađanju optužbe u obliku munje. Kada se to dogodi, vjerovatno će se pojaviti napon od porast napona. To je ekspanzivnije polje, veća je verovatnije uništavanje.
Elektronska oprema može se lako oštetiti do tačke katastrofalnog neuspjeha prema nagonu. Ako se nastavi prenos kada je bilo koje osoblje prisutno, ona će ugroziti i njihovu sigurnost. Indirektni udari munje mogu biti fatalni ako je osoba udaljena na 60 stopa od mjesta udara groma [2]. Kada se PV sistem nalazi na industrijskom mjestu, poslovanje i oprema također su u opasnosti. Pretvarači su skupi, ali za industrijske primjene, još skuplji neuspjeh je trošak zastoja.
Kad munja udari solarnim PV sistemom, uzrokuje izazvani prolazni struju i napon unutar solarnih PV sistemskih petlje. Ove prolazne struje i napone pojavit će se na terminalima opreme i vjerovatno uzrokuju izolaciju i dielektrične kvarove unutar solarnih PV električnih i elektroničkih komponenti kao što su PV ploče, inverter, kontrola i komunikacijska oprema2, kao i uređaji u instalaciji zgrade3. Kutija za nizu, pretvarač i MPPT (maksimalni pogodak za Tracker) imaju najviše točke neuspjeha.
Da bi se spriječilo da se velika energija prolazi kroz elektroniku i izazivajući visok napon oštećenja na PV sustavu, naponski navid moraju imati put do zemlje. Da biste to učinili, sve provodljive površine trebaju biti izravno uzemljene i sve ožičenje koje ulaze i izlazi u sustav (poput Ethernet kablova i AC mreže) u kombinaciji za pod zemlju (SPD).
Za svaku grupu žica u okviru niza je potrebna za SPD u okviru niza, okvir rekombiner, kao i DC prekid veze.
Klasifikacije uređaja za zaštitu od prenapona
SPDS pružaju zaštitu od opasnosti uzrokovanih naprijed.
Ul 1449 [4] Definira tip 1, tip 2 i tip 3 SPDS:
Tip 1:Jedan priključak, trajno povezani SPD, osim kabine za metar sa sat mjerača. Tip 1 SPD za upotrebu u PV sistemima može se povezati između PV-a i glavne servisne veze.
Tip 2:Trajno povezani SPD namijenjeni za ugradnju na opterećenje servisne opreme za preventivni uređaj; Uključujući SPD koji se nalaze na ploči grane i oblikovani futrolu SPD. IMAX vrijednost je maksimalna jednostruka struja za pražnjenje koju predstavlja 8/20 μs valni oblik koji SPD može podržati.
Tip 3:Poenta iskorištavanja SPD-a, instaliran na minimalnoj duljini dirigenta od 10 metara od električne servisnog panela do točke korištenja, na primjer, kabel spojeni, direktan utikač - instaliran u opremi za upotrebu u opremi za korištenje. Udaljenost (10 metara) je ekskluzivna odvodnika koja se pružaju ili se koriste za pričvršćivanje SPDS-a.
Tip 1 SPD za zaštitu od usmjerenih udara gromobrana i odlikuju ih 10/350 μS strujni val. Tip 1 SPD koristi se u centralnim pretvaračima.
TIP 2 SPD SPD Zaštitite se od indirektnih udara gromobrana, koji karakteriše 8/20 μs valni oblici. 8/20 μS valni oblik znači da štrajk ima 8 μS porast vremena i trajanje jednog - pola vrhunca od 20 μs. Tip 2 Spds sprečavaju širenje prenapona u električne instalacije i opremu. Oni također štite od svjetlošnjeg elektromagnetskog efekta koji propagira nalet unutar žice.
SPD tipa 2 treba koristiti na svakom MPPT i unutar pretvarača nizova i kutijama polja.
Kutije u kojima se javljaju naleti obično su oštećene od štrajkova koje su indirektne. To nije samo vrsta materijala i visine, već i oblik koji utječe na sposobnost objekta za privlačenje udara groma. Ako oblik kutije ili materijala ima sklonost privlačenju udara groma, tada treba koristiti SPD tipa 1 ili gromobrana.
Visina, šiljasti oblici i izolacija su dominantne karakteristike koje određuju gde udari munje. To je mit koji metal privlači munje. Međutim, važno je napomenuti da se bez obzira gdje se nalazi PV Farm ili oblik bilo kojeg obližnjeg objekta, SPD-ovi od suštinskog značaja za svaki PV sistem zbog svoje urođene osjetljivosti na izravne i indirektne štrajkove.
Izbor i ugradnja uređaja za zaštitu od prenapona za PV sisteme
PV sistemi imaju jedinstvene karakteristike, zbog čega je potrebno korištenje SPD-a koji su posebno dizajnirani za PV sisteme.
PV sistemi imaju visoke napone DC sistema do 1500 volti. Njihova maksimalna elektrana radi na samo nekoliko postota ispod kratkog struje kratkog spoja sustava.
Da biste odredili odgovarajući SPD modul za PV sistem i njegovu instalaciju, morate znati:
Grohu okrugla bljeskalica;
Radna temperatura sistema;
Napon sistema;
Trenutna ocjena kratkog spoja sustava;
nivo valnog oblika koji treba zaštititi od (indirektna ili direktna munja); i
Nominalna struja pražnjenja.
SPD zahtjevi za instalaciju koja je zaštićena vanjskim sistemom zaštite od groma (LPS) ovise o odabranoj klasi LPS-a i da li je razdvajanje između LPS-a i PV instalacije izolirano ili ne - izolovano [4]. IEC 62305-3 Detalji Zahtevi za odvajanje na daljinu za vanjski LPS.
Da biste imali zaštitni učinak, nivo za zaštitu od SPD-a (gore) treba biti 20% niži od dielektrične čvrstoće terminalne opreme sistema.
Važno je koristiti SPD s kratkim spojnicom izdržavajući struju veću od struje kratkog spoja u nizu solarnog niza na koji je SPD povezan. SPD koji je naveden na DC izlazu mora imati DC MCOV jednak ili veći od maksimalnog fotonaponskog napona ploče.
Kad udari u gromu na točki A (vidi sliku 1), solarno PV ploče i pretvarač vjerovatno će biti oštećeni. Samo će pretvarač biti oštećen ako se gromobrani u točki B., međutim, pretvarač je obično najskuplja komponenta unutar PV sistema, zbog čega je od suštinskog značaja za pravilno odabir i ugradnja ispravnog SPD-a i naizmeničnim i DC linijama. Što je štrajk bliži pretvarač, što će inverter biti oštećeni.
Slika 1.Lokacija udara gromobrane.
SPD za dc stranu fotonaponskih sistema
PV izvori imaju vrlo različite trenutne i naponske karakteristike od tradicionalnih DC izvora: oni imaju ne - linearnu karakteristiku i uzrokuju dugoročno razumno. Stoga, izvori PV-a ne zahtijevaju samo veće PV sklopke i PV osigurače, već i diskonktor za zaštitni uređaj od prenapona koji se prilagođava ovoj jedinstvenoj prirodi i može se suočiti sa PV strujom.
SPD ugrađeni na DC stranu moraju biti posebno dizajnirani za DC aplikacije. Upotreba SPD-a na pogrešnom AC ili DC stranu opasna je pod uvjetima greške.
Kada se SPD koriste na DC stranu, moraju se koristiti i na AC strani zbog potencijalnih razlika.
SPD za naizmeničnu stranu
Zaštita od prenapona jednako je važna za naizmeničnu stranu kao što je to za DC stranu. Osigurajte da je SPD posebno dizajniran za naizmeničnu stranu.
Za optimalnu zaštitu, SPD treba biti veličine posebno za sistem. Pravilni izbor garantirat će najbolju zaštitu s najdužim životnim vijekom.
Na naizmeniku se može povezati više pretvarača na isti SPD ako dijele istu vezu sa mrežom.
Instalacija
SPD treba uvijek biti instalirani uzvodno od uređaja koji će zaštititi. NFPA 780 12.4.2.1 kaže da se za zaštitu od prenapona pruža se na DC izlazu solarne ploče sa pozitivnog na prizemlje i negativne na terenu, u okviru kombinatora i rekubinera za više solarnih panela, te na izmjeničnom izlazu pretvarača.
Pravilna ugradnja SPD-a oslanja se na tri vrijednosti, koje su:
Maksimalni kontinuirani radni napon: napon koji će se SPD aktivirati.
Nivo za zaštitu napona: Kategorija prenapona opreme mora biti veća od nivoa snage SPD-a.
Nominalna struja pražnjenja: vršna vrijednost talasnog oblika (8/20 μs za tip 2 SPD-a) da je SPD sposoban za izdržavanje nakon ponavljajućih nagrada.
Kablovi
Kablovi u PV sistemima se često proširuju na velike udaljenosti tako da mogu dostići tačku priključne mreže. Međutim, duge duge kablova se nikada ne preporučuju, a PV sustavi su daleko od izuzetka.
To je zato što je zato što je učinak polja - zasnovan i proveo električno smetnje koje uzrokuje porasle od groma povećava se u odnosu na sve veće duljine kabela i petlji vodiča. Kada se dogodi prolazna prenapona, svaki induktivni pad napona u povezivnim kablovima može oslabiti zaštitni efekt SPD-a. To je manje vjerovatno da će se dogoditi ako se kablovi preusmjere da su što kraći.
Napon od prenapona je značajan doprinos za kvar kabela, a svaki impuls na kablu doprinijet će pogoršanju čvrstoće izolacije kabela.
Ako se nalet ubrizgava u postolje - Sami PV sistem (sistem koji je udaljen od električne mreže), bilo kakve operacije opreme koje pokreću solarne električne energije, poput medicinske opreme ili vodosnabdijevanja, mogu se poremetiti.
Lokacija i količina SPD-a za instaliranje na DC stranu ovise o dužini kabla između solarnih panela i invertera (vidi tablicu 1). Ako je dužina manja od 10 metara, tada je potreban samo jedan SPD, a SPD treba ugraditi unutar iste blizine kao i pretvarač. Ako je dužina kabla duža od 10 metara, a zatim instalirajte jedan SPD unutar blizine pretvarača, kao i drugi SPD u kutiji koji je blizu solarnog panela.
Kablovi rute na takav način koji izbjegava velike petlje vodiča. AC i DC linije i podatkovne linije moraju se usmjeriti zajedno s opreljkom za obveznike duž cijele rute kako bi se osiguralo da se petlji dirigenta ne formiraju od preusmjeravanja preko nekoliko žica ili prilikom povezivanja pretvarača na mrežu.
Tabela 1.SPD izbor.
Kako kombinirati SPD sa pretvaračima
PV farme sastoje se od vrlo osjetljive opreme koja je potrebna ekspanzivna zaštita. Budući da PV farme stvaraju snagu struju (DC), pretvarače (koji su neophodni za pretvorbu ove snage iz DC-a na AC) su bitna komponenta njihove električne proizvodnje. Nažalost, pretvarači nisu samo vrlo osjetljivi na štrajkove munje, već su nevjerojatno skupi.
NFPA 780,Standard za ugradnju sistema zaštite od groma, u 12.4.2.3 zahtijeva dodatne SPD-ove u istosmjernom unosu pretvarača ako je pretvarač sustava duže od 30 metara od najbližeg kombinacije ili kutije za rekombiner.
Ugradite SPD između osigurača i pretvarača ako postoje zaštitnici niza (poput osigurača, DC prekidača ili žici) [vidi sliku 2].
Slika 2.SPD pravilno i pogrešno spojen na pretvarač sa zaštitnicima niza.
Da biste povezali SPD kada postoji pretvarač sa integriranim okvirom osigurača, osigurajte da se unutarnji osigurači zaobiđuju i da su spojeni vanjski osigurači niza (vidi sliku 3). SPD-ovi se moraju montirati izvan pretvarača i u nerežnom tipu - 3 r kućište ili više ako je to vanjska aplikacija.
String pretvarači trebaju biti instalirani što je moguće bliže nizovima. SPD kablovi koji se povezuju s L + / L {{{{- mrežom, a između terminalnog bloka i prizemne sabirnice, moraju biti manji od 2,5 metra. Što su kraći kablovi za povezivanje, efikasniji i koštaju - efikasno, zaštita će biti.
Za pretvarače sa samo jednim MPP trackerom, kombinirajte niz prije pretvarača i povežite ih s SPD-om na mjestu povezivanja.
SPD kombinacije trebaju biti planirane za svaki ulaz kada pretvarač ima više MPP trakača. SPD se mora koristiti za svaki ulaz koji se spaja s nizom diodom.
Slika 3.SPD povezan na pretvarač sa integriranim kutijom osigurača
Zaključak
Za upravljanje fotonaponskim opremom bez pravilnog zaštite od prenapona više je od rizičnog poslovanja - nemoćan je.
Za solarne sisteme budu budućnost zelenijeg svijeta, moraju biti zaštićeni. Pojava munje je nezaustavljiva i na taj način je zaštita od suštinskog značaja.
Ranjivost fotonaponskih sistema na udara groma - I direktni i indirektni - znači da se moraju izgraditi uz pouzdano i pravilno postavljeno prenaponsko zaštitu.
