Επισκόπηση
Οι έμμεσες απεργίες αστραπής είναι καταστρεπτικές. Οι ανεκδοτικές παρατηρήσεις για τη δραστηριότητα αστραπής είναι συνήθως ένας φτωχός δείκτης του επιπέδου αστραπή-προκληθε'ν overvoltage στις σειρές PV. Οι έμμεσες απεργίες αστραπής μπορούν εύκολα να βλάψουν τα ευαίσθητα συστατικά μέσα στον εξοπλισμό PV, που έχει συχνά ένα υψηλό κόστος για να επισκευάσει ή να αντικαταστήσει τα χαλασμένα συστατικά, και έχει επιπτώσεις στην αξιοπιστία του συστήματος PV. Overvoltage εξαρτάται από τους όρους οργάνωσης κάθε συστήματος PV και των καλωδιώσεων.
Τα συστήματα PV εκτίθενται στους μεγάλους ανοιχτούς χώρους, χαρακτηριστικά στους τομείς ή στις κορυφές των κτηρίων. Τα χρεωμένα σύννεφα βροχής που συσσωρεύουν πέρα από τέτοιους ανοικτούς τομείς έχουν τη ροπή προς την απελευθέρωση της δαπάνης υπό μορφή αστραπής. Όταν αυτό συμβαίνει, ένα κύμα τάσης είναι πιθανό να εμφανιστεί. Ο πιό επεκτατικός ο τομέας είναι η πιθανότερη καταστροφή πρόκειται να εμφανιστεί.
Όταν ένα σύστημα PV βρίσκεται σε μια βιομηχανική περιοχή, οι επιχειρηματικές λειτουργίες και ο εξοπλισμός είναι επίσης στη διακινδύνευση. Οι αναστροφείς είναι ακριβοί, αλλά για τις βιομηχανικές εφαρμογές, μια ακριβότερη αποτυχία είναι το κόστος του χρόνου διακοπής.
Όταν η αστραπή χτυπά ένα ηλιακό σύστημα PV, προκαλεί ένα προκληθείσες παροδικές ρεύμα και μια τάση μέσα στους ηλιακούς βρόχους καλωδίων συστημάτων PV. Αυτές οι παροδικές ρεύματα και τάσεις θα εμφανιστούν στα τερματικά εξοπλισμού και την πιθανή μόνωση αιτίας και τις διηλεκτρικές αποτυχίες μέσα στο ηλιακό PV ηλεκτρικό και τα τμήματα ηλεκτρονικής όπως οι επιτροπές PV, ο αναστροφέας, ο έλεγχος και ο εξοπλισμός επικοινωνιών, καθώς επίσης και οι συσκευές στην εγκατάσταση οικοδόμησης. Το κιβώτιο σειράς, ο αναστροφέας, και η συσκευή MPPT (μέγιστος ιχνηλάτης Power Point) έχουν τα υψηλότερα σημεία της αποτυχίας.
Για να αποτρέψουν τη υψηλή ενέργεια από τη διάβαση μέσω της ηλεκτρονικής και την πρόκληση της ζημίας υψηλής τάσης στο σύστημα PV, τα κύματα τάσης πρέπει να έχουν μια πορεία στο έδαφος. Για να κάνουν αυτό, όλες οι αγώγιμες επιφάνειες πρέπει να στηριχτούν άμεσα και όλη που συνδέει με καλώδιο που εισάγει και βγαίνει το σύστημα (όπως τα καλώδια Ethernet και οι κεντρικοί αγωγοί εναλλασσόμενου ρεύματος) συνδέεται με το έδαφος μέσω ενός SPD.
Μια συσκευή προστασίας κύματος απαιτείται για κάθε ομάδα των σειρών μέσα στο κιβώτιο σειράς, το recombiner κιβώτιο, καθώς επίσης και το συνεχές ρεύμα αποσυνδέει.
Επιλογή και εγκατάσταση συσκευών προστασίας κύματος για τα συστήματα PV
Τα συστήματα PV έχουν τα μοναδικά χαρακτηριστικά, τα οποία επομένως απαιτούν τη χρήση των SPD που σχεδιάζονται συγκεκριμένα για τα συστήματα PV.
Τα συστήματα PV έχουν τις υψηλές τάσεις συνεχών συστημάτων μέχρι 1500 βολτ. Το μέγιστο Power Point τους λειτουργεί μόνο σε μερικά εκατοστημόρια κάτω από το ρεύμα βραχυκυκλώματος του συστήματος.
Για να καθορίζεται η κατάλληλη ενότητα SPD για το σύστημα PV και την εγκατάστασή της, πρέπει να ξέρετε:
η αστραπή γύρω από την πυκνότητα λάμψης
η λειτουργούσα θερμοκρασία του συστήματος
η τάση του συστήματος
η τρέχουσα εκτίμηση βραχυκυκλώματος του συστήματος
το επίπεδο κυματοειδούς που πρόκειται να προστατευθεί από (έμμεση ή άμεση αστραπή)
το ονομαστικό ρεύμα απαλλαγής.
Οι απαιτήσεις SPD για μια εγκατάσταση που προστατεύεται από ένα εξωτερικό σύστημα προστασίας αστραπής (LPS) εξαρτώνται από την επιλεγμένη κατηγορία του LPS και εάν η απόσταση χωρισμού μεταξύ του LPS και της εγκατάστασης PV είναι απομονωμένη ή μη-απομονωμένη. Το IEC 62305-3 απαριθμεί τις απαιτήσεις απόστασης χωρισμού για ένα εξωτερικό LPS.
Για να έχει μια προστατευτική επίδραση, το επίπεδο προστασίας τάσης ενός SPD (επάνω) πρέπει να είναι 20% χαμηλότερο από τη διηλεκτρική δύναμη του τερματικού εξοπλισμού του συστήματος.
Είναι σημαντικό να χρησιμοποιηθεί ένα SPD με ένα βραχυκύκλωμα αντιστέκεται τρέχοντα μεγαλύτερο από το ρεύμα βραχυκυκλώματος της ηλιακής σειράς σειράς με την οποία το SPD συνδέεται. Το SPD που παρέχεται στη συνεχή παραγωγή πρέπει να έχει ένα συνεχές ρεύμα MCOV ίσο με ή μεγαλύτερο από τη μέγιστη φωτοβολταϊκή τάση συστημάτων της επιτροπής.
SPD για τη συνεχή πλευρά των φωτοβολταϊκών συστημάτων
Οι πηγές PV έχουν τα πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά ρευμάτων και τάσης από τις παραδοσιακές συνεχείς πηγές: έχουν ένα μη γραμμικό χαρακτηριστικό και προκαλούν τη μακροπρόθεσμη εμμονή των αναφλεγμένων τόξων. Επομένως, οι τρέχουσες πηγές PV όχι μόνο απαιτούν τους μεγαλύτερους διακόπτες PV και τις θρυαλλίδες PV, αλλά και ένα disconnector για την προστατευτική συσκευή κύματος που προσαρμόζεται σε αυτήν την μοναδική φύση και ικανός τα ρεύματα PV.
Τα SPD που εγκαθίστανται από τη συνεχή πλευρά πρέπει πάντα να σχεδιαστούν συγκεκριμένα για τις συνεχείς εφαρμογές. Η χρήση ενός SPD από την ανακριβή πλευρά εναλλασσόμενου ρεύματος ή συνεχούς ρεύματος είναι επικίνδυνη υπό τους όρους ελαττωμάτων.
Εγκατάσταση
Τα SPD πρέπει πάντα να εγκατασταθούν προς τα πάνω των συσκευών που πρόκειται να προστατεύσουν. NFPA 780 το 12.4.2.1 λέει ότι η προστασία κύματος θα παρασχεθεί στη συνεχή παραγωγή του ηλιακού πλαισίου από το θετικό που στηρίζει και αρνητικό για να στηρίξει, στο κιβώτιο συνδυαστών και recombiner για τα πολλαπλάσια ηλιακά πλαίσια, και στην παραγωγή εναλλασσόμενου ρεύματος του αναστροφέα.
Η κατάλληλη εγκατάσταση ενός SPD στηρίζεται σε τρεις τιμές, οι οποίες είναι:
μέγιστη συνεχής λειτουργούσα τάση: Η τάση που το SPD θα ενεργοποιήσει.
επίπεδο προστασίας τάσης: Η overvoltage του εξοπλισμού κατηγορία πρέπει να είναι υψηλότερη από το επίπεδο προστασίας τάσης του SPD.
ονομαστικό ρεύμα απαλλαγής: Η τιμή κορυφής του κυματοειδούς (8/20 μs για τον τύπο - 2 SPD) ότι το SPD είναι σε θέση μετά από τα επαναλαμβανόμενα κύματα.
Πώς να συνδυάσει τα SPD με τους αναστροφείς
Τα αγροκτήματα PV αποτελούνται από τον πολύ ευαίσθητο εξοπλισμό που χρειάζεται την επεκτατική προστασία. Επειδή τα αγροκτήματα PV δημιουργούν την άμεση τρέχουσα (συνεχή) δύναμη, οι αναστροφείς (που είναι απαραίτητοι για να μετατρέψουν αυτήν την δύναμη από το συνεχές ρεύμα στο εναλλασσόμενο ρεύμα) είναι ένα ουσιαστικό συστατικό στην ηλεκτρική παραγωγή τους. Δυστυχώς, οι αναστροφείς είναι όχι μόνο ιδιαίτερα ευαίσθητοι στις απεργίες αστραπής αλλά αυτοί είναι απίστευτα ακριβοί.
NFPA 780 το 12.4.2.3 απαιτεί τα πρόσθετα SPD στη συνεχή εισαγωγή του αναστροφέα εάν ο αναστροφέας συστημάτων είναι περισσότερα από 30 μέτρα από το πιό στενό κιβώτιο συνδυαστών ή recombiner.
Εγκαταστήστε το SPD μεταξύ των θρυαλλίδων και του αναστροφέα εάν υπάρχουν προστάτες σειράς (όπως οι θρυαλλίδες, οι συνεχείς διακόπτες ή οι δίοδοι σειράς)
Για να συνδέσετε ένα SPD όταν υπάρχει ένας αναστροφέας με ένα ενσωματωμένο κιβώτιο θρυαλλίδων, εξασφαλίστε ότι οι εσωτερικές θρυαλλίδες παρακάμπτονται και ότι οι εξωτερικές θρυαλλίδες σειράς συνδέονται.
Οι αναστροφείς σειράς πρέπει να εγκατασταθούν όσο το δυνατόν πιό κοντά στις σειρές. Τα καλώδια SPD που συνδέουν με το δίκτυο L+/L-, και μεταξύ του τελικού φραγμού του SPD και της επίγειας μπάρας τροφοδότησης, πρέπει να είναι λιγότερο από 2,5 μέτρα. Όσο κοντύτερα τα καλώδια σύνδεσης, τόσο αποδοτικότερος και ο οικονομικώς αποδοτικός η προστασία θα είναι.
Για τους αναστροφείς με μόνο έναν MPP ιχνηλάτη, συνδυάστε τη σειρά πριν από τον αναστροφέα και τους συνδέστε με το SPD στό σημείο της διασύνδεσης.
Οι συνδυασμοί SPD πρέπει να προγραμματιστούν για κάθε εισαγωγή όταν έχει ο αναστροφέας τους πολλαπλάσιους MPP ιχνηλάτες. Ένα SPD πρέπει να χρησιμοποιηθεί για κάθε εισαγωγή που λιώνεται με μια δίοδο σειράς.
Αναφορές
[1] οδηγός προστασίας αστραπής, EN πρότυπα DIN 62305 - 3, 2014.
[2] πρότυπα για τις προστατευτικές συσκευές κύματος, UL 1449, 2014.
[3] χαμηλής τάσης προστατευτικές συσκευές κύματος - μέρος 32: Οι προστατευτικές συσκευές κύματος σύνδεσαν με την πλευρά συνεχούς ρεύματος των φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων - αρχές επιλογής και εφαρμογής, πρότυπα 61643-32, 2 017 IEC.
