Пълно ръководство за SPD за фотоволтаични системи и защита от пренапрежение на слънчевата енергия

Често се чувствам стресиран, когато видя, че слънчевите ми проекти са повредени от внезапни пренапрежения, затова разчитам на... Устройство за защита от пренапрежение за да се поддържа стабилността на всяка система.

А Устройство за защита от пренапрежение Защитава фотоволтаичните системи, като отклонява опасните пикове на напрежението далеч от панелите, инверторите и електрическите вериги. Това намалява времето на престой, предотвратява повреди на оборудването и осигурява дългосрочна безопасност както за променливотоковата, така и за постояннотоковата страна на слънчевата инсталация.

В това ръководство ще ви запозная с всяка част от защитата от пренапрежение на слънчевата енергия, за да можете да вземате уверени технически решения за всеки фотоволтаичен проект.

Какво е SPD и защо слънчевите фотоволтаични системи се нуждаят от него

Виждал съм фотоволтаични системи да се повреждат поради неочаквано пренапрежение, така че сега никога не проектирам проект без правилните... Устройство за защита от пренапрежение на място.

Слънчевият SPD защитава фотоволтаичните системи, като абсорбира или отклонява пренапреженията от мълнии, превключва преходни процеси и смущения в електроснабдяването, преди да достигнат до чувствителни компоненти. Той помага за предотвратяване на повреда на инвертора, намалява разходите за поддръжка и осигурява стабилна работоспособност на системата.

Слънчевите фотоволтаични инсталации работят на открито, така че са изправени пред постоянни електрически рискове от мълнии, повреди в мрежата и превключвания. Тъй като панелите и инверторите са базирани на полупроводници, те са много чувствителни дори към малко пренапрежение. В работата си с различни фабрики и EPC компании видях, че ранните повреди почти винаги идват от излагане на пренапрежение, а не от рутинна деградация. Ето защо третирам защитата от пренапрежение като основно изискване за проектиране, а не като допълнителен аксесоар.

Определение на SPD в електрически и слънчеви системи

SPD е устройство, което пренасочва преходното пренапрежение към заземителната система. Във фотоволтаичните системи то защитава DC вериги, инвертори, комбиниращи кутии, AC разпределителни линии и комуникационни линии.

Често срещани причини за пренапрежения във фотоволтаични инсталации

Фотоволтаичните системи са изправени пред пикове от:
• мълния (директна или индуцирана)
• превключващи операции
• смущения в комуналната мрежа
• дълги кабелни трасета, които усилват преходните напрежения

Защо защитата от пренапрежение е критична за слънчевите панели и инверторите

Панелите и инверторите лесно се повреждат от преходни пикове на напрежение. Когато посещавам фабрики, повечето повредени инвертори показват ясни следи от пренапрежение на входния каскад. Подходящите SPD устройства значително намаляват този риск.

Как работи MOV технологията в устройствата за защита от пренапрежение

Спомням си първия път, когато отворих повреден SPD; блокът MOV разказа цялата история за това как системата се сблъска с масивен скок.

MOV технологията позволява Устройство за защита от пренапрежение да ограничава високото напрежение чрез превключване от високо към ниско съпротивление в рамките на микросекунди. Той абсорбира излишната енергия и я изпраща безопасно към земята, преди оборудването да бъде повредено.

MOV е сърцето на повечето индустриални SPD конструкции. Често обяснявам на екипите за снабдяване, че качеството на MOV определя дългосрочната стабилност. Слабият MOV означава ранно влошаване и непредсказуеми нива на защита. Ето защо фабриките, които изискват надеждни... защита от пренапрежение за фабрики Винаги тествайте поведението на MOV при повтарящи се цикли на натоварване, преди да одобрите доставчик.

Какво е MOV и как функционира

MOV (метално-оксиден варистор) се държи като резистор, зависим от напрежение. Когато напрежението е нормално, той блокира тока. Когато напрежението се повиши над прага си, той незабавно отвежда пренапрежението към земя.

Поведение на MOV по време на пикове на напрежението

По време на пик, съпротивлението на MOV спада рязко, създавайки безопасен път за импулсния ток. След затягане, то се връща към високо съпротивление.

Режими на повреда на MOV и съображения за безопасност

Често срещаните повреди на MOV включват прегряване, износване и термично претоварване. Ето защо винаги препоръчвам модули за термично изключване за фотоволтаични SPD устройства.

Видове устройства за защита от пренапрежение, използвани в слънчеви системи

След години работа по фабрични одити и соларни проекти, научих, че изборът на правилния тип SPD определя дали една фотоволтаична система ще оцелее през сезона на мълниите.

Тип 1, Тип 2, а SPD-тата тип 3 осигуряват различни нива на защита срещу мълнии и пренапрежения при превключване. Тип 1 се справя с директни мълнии, тип 2 управлява пренапрежението, а тип 3 защитава крайни устройства и чувствителна електроника.

Много екипи по снабдяване се фокусират върху ценовите разлики между типовете SPD, но аз винаги обяснявам, че всеки тип играе различна роля. Системата работи най-добре, когато са координирани като пълна защитна верига. Компаниите за изграждане и поддръжка на слънчева енергия, които пропускат един тип, често се сблъскват с повтарящи се повреди на инверторите по време на бури. По-долу е дадено кратко сравнение:

Таблица 1 – Видове SPD и техните функции

Тип 1 SPD за мълниезащита

Използва се на сервизни входове за отвеждане на големи мълниеносни токове.

SPD тип 2 за защита от пренапрежение

Инсталира се в близост до инвертори за защита от превключване и индуцирани пренапрежения.

SPD тип 3 за защита на крайни устройства

Използва се в чувствителни управляващи вериги.

Избор на подходящ SPD за фотоволтаични приложения

Винаги съобразявам типа на SPD с нивото на мълния, напрежението на инсталацията, чувствителността на оборудването и условията на заземяване.

Ръководство за инсталиране на SPD за фотоволтаични панели и инвертори

Виждал съм много проекти да се провалят, просто защото SPD е инсталиран на грешното място, дори самото устройство да е било висококачествено.

SPD устройствата трябва да се монтират близо до защитаваното оборудване, с къси кабели, правилна полярност, правилно заземяване и правилния тип SPD от двете страни на променливотоковия и постоянния ток на фотоволтаичната система.

Правилният монтаж е по-важен от марката. Дори най-добрият индустриален SPD става неефективен, ако кабелът е твърде дълъг. Често показвам на техниците как 20 см допълнителен кабел може да удвои остатъчното напрежение, което може да унищожи входната платка на инвертора.

Къде да инсталирате SPD във фотоволтаична система

SPD трябва да бъдат поставени на DC комбиниращи кутии, DC входове на инвертора, AC изходи на инвертора и главно AC разпределение.

Стъпки за инсталиране на DC SPD отстрани

• свържете се с всеки входен низ
• осигурете съвпадение на полярността
• Дължината на кабела трябва да е под 0,5 м

Стъпки за инсталиране на SPD от страната на променлив ток

• инсталирайте близо до изходните клеми на инвертора
• свържете се към заземяване PE
• спазвайте правилата за окабеляване на TN/TT системите

Често срещани грешки при инсталиране, които трябва да се избягват

Най-големите грешки включват дълги кабели, липсващо заземяване, грешен тип SPD и неправилно номинално напрежение.

Изисквания за защита от пренапрежение при постоянен и променлив ток за слънчеви системи

Често проверявам фотоволтаични обекти, където номиналното напрежение на SPD не съответства на напрежението на отворена верига на масива, което създава скрит риск за цялата система.

Фотоволтаичните SPD устройства трябва да съответстват на номиналното напрежение на DC, номиналното напрежение на AC мрежата, системата за заземяване, правилата за координация и категорията на монтаж, за да се осигури стабилна защита в цялата фотоволтаична система.

По-долу е таблицата за сравнение на оценките, която много екипи за обществени поръчки намират за полезна:

Таблица 2 – Изисквания за SPD за фотоволтаични инсталации

Номинални напрежения и токове за фотоволтаични SPD

Винаги съгласувайте Ucpv на SPD с максималното Voc на масива при ниски температури.

Изисквания за заземяване

Доброто заземяване намалява драстично енергията от пренапрежение. Винаги проверявам съпротивлението на заземяването преди инсталиране на SPD.

Координация на SPD между страните на променливотоковото и постояннотоковото напрежение

Използвайте Тип 1 на главния AC панел и Тип 2 близо до инвертора за ефективна координация.

SPD срещу пренапреженов предпазител: Ключови разлики за фотоволтаична защита

Много купувачи ме питат дали трябва да използват SPD или предпазител от пренапрежение, а моят отговор винаги е: те изпълняват различни роли.

Защитата от пренапрежение се справя с големи външни мълнии, докато SPD защитава оборудването както от външно, така и от вътрешно пренапрежение. Повечето фотоволтаични системи се възползват от използването и на двете.

Таблица 3 – SPD спрямо пренапреженов предпазител

Как работят предпазителите от пренапрежение спрямо SPD

Апаратите за защита от пренапрежение разпределят голяма мълниеносна енергия, но реагират по-бавно от SPD.

Кой е по-добър за фотоволтаична мълниезащита

SPD защитата защитава по-добре чувствителната електроника, докато арестувателите защитават конструкцията на сградата.

Кога да използвате и двете в слънчева инсталация

Винаги използвам и двете за мащабни или високорискови фотоволтаични проекти.

Заключение

Използвайте висококачествен Устройство за защита от пренапрежение да поддържа всяка слънчева фотоволтаична система безопасна, стабилна и готова за дългосрочна експлоатация.

Често задавани въпроси относно SPD, MOV и мълниезащита за слънчева енергия

Мога ли да използвам два SPD устройства последователно?

Да, стига да се спазват правилата за координация.

Нуждаят ли се слънчевите панели от AC или DC SPD?

Както променливотоковата, така и постояннотоковата страна изискват защита.

Колко дълго трае SPD?

Обикновено 5–10 години, в зависимост от излагането на пренапрежение.

Какво се случва, когато SPD се повреди?

Изключва се вътрешно, за да се избегне риск от пожар.