Mga Device sa Proteksyon sa DC Surge alang sa Mga Pag-instalar sa PV

Ang Solar Panel PV Combiner Box DC Surge Protective Device

Tungod kay ang mga Device sa DC Surge Protection alang sa mga Pag-instalar sa PV kinahanglan gidisenyo aron makahatag hingpit nga pagkaladlad sa kahayag sa adlaw, dali sila maapektohan sa mga epekto sa kilat. Ang kapasidad sa usa ka laray sa PV direkta nga may kalabotan sa giladlad nga lugar sa ibabaw niini, busa ang potensyal nga epekto sa mga hitabo sa kilat nagtaas sa kadako sa sistema. Kung diin kanunay ang mga hinabo sa suga, ang mga sistema nga dili mapanalipdan nga mga sistema sa PV mahimong mag-antus sa kanunay ug mahinungdanong kadaot sa mga punoan nga sangkap. Nagresulta kini sa daghang mga gasto sa pag-ayo ug pag-ilis, pag-downtime sa sistema ug pagkawala sa kita. Maayong pagkadisenyo, gipiho ug gipahimutang mga surge protection device (SPDs) nga nagpaminus sa potensyal nga epekto sa mga hitabo sa kilat kung gigamit kauban ang mga engineered nga sistema sa proteksyon sa kilat.

Ang usa ka sistema sa pagpanalipod sa kilat nga naglangkob sa mga punoan nga elemento sama sa mga terminal sa hangin, husto nga down conductor, equipotential bonding alang sa tanan nga karon nga nagdala nga mga sangkap ug husto nga mga prinsipyo sa grounding naghatag usa ka canopy sa proteksyon batok sa direkta nga welga. Kung adunay kabalaka sa peligro sa kilat sa imong lugar sa PV, girekomenda ko nga pagkuha usa ka propesyonal nga inhenyo sa elektrisidad nga adunay kahanas sa niini nga natad aron makahatag usa ka pagtuon sa pagsusi sa peligro ug usa ka laraw sa sistema sa pagpanalipod kung kinahanglan.

Hinungdanon nga masabtan ang kalainan tali sa mga sistema sa pagpanalipod sa kilat ug mga SPD. Ang katuyoan sa usa ka sistema sa pagpanalipod sa kilat mao ang pag-channel sa usa ka direkta nga welga sa kilat pinaagi sa daghang konduktor nga nagdala karon ngadto sa kalibutan, sa ingon makaluwas sa mga istruktura ug kagamitan gikan sa pag-adto sa agianan sa kana nga paggawas o direktang naigo. Ang mga SPD gigamit sa mga sistema sa elektrisidad aron makahatag usa ka agianan sa paggawas sa yuta aron masalbar ang mga sangkap sa kana nga mga sistema gikan sa pagkahantad sa mga high-voltage transien nga hinungdan sa direkta o dili direkta nga mga epekto sa mga anomaliya sa kilat o power system. Bisan sa usa ka eksternal nga sistema sa pagpanalipod sa kilat nga naa sa lugar, kung wala ang mga SPD, ang mga epekto sa kilat mahimo pa usab nga hinungdan sa dagkong kadaot sa mga sangkap.

Alang sa mga katuyoan sa kini nga artikulo, akong gihunahuna nga ang pipila ka porma sa pagpanalipod sa kilat naa sa lugar ug gisusi ang mga lahi, gimbuhaton, ug mga benepisyo sa dugang nga paggamit sa mga angay nga SPD. Kauban sa usa ka husto nga engineered nga sistema sa pagpanalipod sa kilat, ang paggamit sa mga SPD sa mga hinungdanon nga lokasyon sa sistema nagpanalipod sa mga punoan nga sangkap sama sa mga inverter, module, kagamitan sa mga kahon sa kombinasyon, ug mga sistema sa pagsukod, pagkontrol, ug mga komunikasyon.

Ang Kamahinungdanon sa mga SPD

Gawas sa mga sangputanan sa direkta nga pag-igo sa kilat sa mga array, ang magkakonektar nga paglusot sa kuryente dali nga madala sa mga transient sa electromagnetically induced. Ang mga transente direkta o dili direkta nga hinungdan sa kilat, maingon man mga pagbalhin nga gihimo sa mga function nga switch-utility, gibutyag ang mga kagamitan sa elektrisidad ug elektronik sa taas kaayo nga mga boltahe nga labing mubo nga gidugayon (tinagpulo sa gatusan nga mga microsecond). Ang pagkaladlad sa mga ning-adto nga voltages mahimong hinungdan sa usa ka katalagman nga pagkapakyas sa sangkap nga mahimong mamatikdan sa mekanikal nga pagkadaot ug pagsubay sa carbon o dili mamatikdan apan hinungdan gihapon sa usa ka kagamitan o pagkapakyas sa sistema.

Ang dugay nga pagkaladlad sa mga labi ka gamay nga gidak-on sa kadako madaut ang materyal nga dielectric ug pagkakabulag sa kagamitan sa sistema sa PV hangtod nga adunay katapusang pagkahugno. Ingon kadugangan, ang mga pagbalhin sa boltahe mahimong makita sa pagsukod, pagpugong ug mga sirkito sa komunikasyon. Kini nga mga nagbalhin-balhin mahimong makita nga sayup nga mga signal o kasayuran, nga hinungdan sa pagkaguba o pagkasira sa kagamitan. Ang istratehiko nga pagbutang sa mga SPD nagpagaan sa kini nga mga isyu tungod kay kini naglihok ingon mga aparato sa pag-short o pag-clamping.

Mga Teknikal nga Kinaiya sa SPDs

Ang labing sagad nga teknolohiya nga SPD nga gigamit sa aplikasyon sa PV mao ang metal oxide varistor (MOV), nga naglihok ingon usa ka boltahe nga clamping device. Ang uban pang mga teknolohiya sa SPD nag-uban ang silicon avalanche diode, kontrolado nga mga spark gap, ug gas debit tubes. Ang ulahi nga duha nagbalhinbalhin nga mga aparato nga makita ingon mga mubu nga sirkito o mga crowbars. Ang matag teknolohiya adunay kaugalingon nga mga kinaiya, nga naghimo niini nga labi o labi ka angay alang sa usa ka piho nga aplikasyon. Ang mga kombinasyon sa kini nga mga aparato mahimo usab nga koordinado aron makahatag labi ka labing kaayo nga mga kinaiyahan kaysa sa tagsatagsa nga gitanyag. Gilista sa Talaan 1 ang mga punoan nga lahi nga SPD nga gigamit sa mga sistema sa PV ug mga detalye sa ilang kinatibuk-ang mga kinaiya sa pag-operate.

Ang usa ka SPD kinahanglan makahimo sa pagbag-o sa mga estado nga dali alang sa mubu nga panahon nga naa ang usa ka lumalabay ug aron mapalayo ang kadako sa karon nga lumalabay nga dili mapakyas. Kinahanglan usab nga maminusan sa aparato ang drop sa boltahe latas sa SPD circuit aron mapanalipdan ang kagamitan nga konektado niini. Sa katapusan, ang paglihok sa SPD kinahanglan dili makabalda sa normal nga pag-andar sa kana nga sirkito.

Ang mga kinaiya sa paglihok sa SPD gihubit sa daghang mga parameter nga bisan kinsa ang magpili alang sa mga SPD kinahanglan nga masabtan. Ang kini nga hilisgutan nanginahanglan dugang nga mga detalye nga mahimo’g masakup dinhi, apan ang mosunud pila ka mga parameter nga kinahanglan hunahunaon: ang labing kadaghan nga padayon nga boltahe sa pag-operate, aplikasyon sa ac o dc, kasamtangan nga paggawas sa ngalan (gihubit sa usa ka kadako ug porma sa balud), lebel sa proteksyon sa boltahe (ang terminal boltahe nga anaa kung ang SPD nagpagawas usa ka piho nga kasamtangan) ug temporaryo nga sobra nga kusog (usa ka padayon nga overvoltage nga mahimong magamit alang sa usa ka piho nga oras nga dili makadaut ang SPD).

Ang mga SPD nga naggamit lainlaing mga teknolohiya nga sangkap mahimong ibutang sa parehas nga mga sirkito. Bisan pa, kinahanglan sila mapili nga adunay pag-amping aron masiguro ang koordinasyon sa enerhiya sa taliwala nila. Ang teknolohiya nga sangkap nga adunay mas taas nga rating sa pagtangtang kinahanglan nga mopagawas sa labing kadako sa magamit nga kasamtangan nga lumalabay samtang ang uban nga teknolohiya sa sangkap nga nagpaminus sa nahabilin nga boltahe nga lumalabay sa usa ka mas ubos nga kadako samtang kini nagpagawas sa us aka gamay nga sulud.

Ang SPD kinahanglan adunay usa ka integral nga aparato nga nagpanalipod sa kaugalingon nga idiskonekta kini gikan sa circuit kung kinahanglan nga magpakyas ang aparato. Aron maklaro kini nga pagdugtong, daghang mga SPD ang nagpakita usa ka bandila nga nagpakita sa kahimtang niini nga pagdugtong. Ang pagpaila sa kahimtang sa SPD pinaagi sa us aka integral nga hugpong sa mga kontak usa ka gipaayo nga bahin nga makahatag usa ka senyas sa usa ka hilit nga lugar. Ang usa pa nga hinungdanon nga kinaiya sa produkto nga gikonsiderar mao kung gigamit sa SPD ang usa ka luwas sa tudlo, makuha nga module nga nagtugot sa usa ka napakyas nga module nga dali mapulihan nga wala’y mga gamit o kinahanglan nga de-energize ang circuit.

Mga Device sa Pagpanalipud sa AC Surge alang sa Mga Pagkonsiderar sa Mga Pag-instalar sa PV

Ang mga kilat nagakidlap gikan sa mga panganod ngadto sa sistema sa pagpanalipod sa kilat, ang istruktura sa PV o usa ka kasikbit nga yuta nga hinungdan sa usa ka lokal nga potensyal nga pagsaka sa yuta kalabut sa mga layo nga reperensya sa yuta. Ang mga conductor nga naglangkob sa kini nga mga gilay-on nagpadayag sa kagamitan sa hinungdanon nga boltahe. Ang mga epekto sa pagsaka sa potensyal sa yuta panguna nga nasinati sa punto sa pagkonektar sa taliwala sa usa ka grid nga gihugpong nga sistema sa PV ug ang magamit sa pagsulud sa serbisyo — ang punto diin ang lokal nga yuta nga nakakonektar sa kuryente sa usa ka layo nga reperensya nga yuta.

Kinahanglan nga ibutang ang proteksyon sa pagtaas sa entrada sa serbisyo aron mapanalipdan ang bahin nga magamit sa inverter gikan sa makadaot nga mga pagbalhin. Ang mga nagbalhin nga nakit-an sa kini nga lokasyon adunay usa ka hataas nga kadako ug gidugayon ug busa kinahanglan gidumala sa pagprotektar sa pagdagsang nga adunay angay nga taas nga pagtugyan karon nga mga rating. Ang kontrolado nga mga spark gap nga gigamit sa koordinasyon sa mga MOV mao ang sulundon alang sa kini nga katuyoan. Ang teknolohiya sa spark gap mahimo nga makagawas sa taas nga sulog sa kilat pinaagi sa paghatag usa ka equipotential bonding function sa panahon sa pagbalhin sa kilat. Ang koordinado nga MOV adunay katakus nga i-clamp ang nahabilin nga boltahe sa usa ka dalawaton nga lebel.

Gawas sa mga epekto sa pagsaka sa potensyal sa yuta, ang ac nga bahin sa inverter mahimo nga maapektuhan sa mga hinaylo sa kilat ug pag-ilis sa mga gamit nga makita usab sa ganghaan sa serbisyo. Aron maminusan ang mga potensyal nga kadaot sa kagamitan, ang angay nga paghatag og proteksyon sa AC surge kinahanglan gamiton labi pa sa mga terminal sa ac sa inverter kutob sa mahimo, nga adunay labing mub-ot ug labing tul-id nga ruta alang sa mga conductor nga adunay igo nga cross-sectional area. Ang dili pagpatuman sa kini nga sukaranan sa laraw nga mga resulta sa mas taas kaysa kinahanglanon nga boltahe nga paghulog sa SPD circuit sa panahon sa pagpagawas ug gibutyag ang mga protektadong kagamitan sa labi ka taas nga mga boltahe nga molihok kaysa kinahanglan.

Mga Device sa Proteksyon sa DC Surge alang sa Mga Pagkonsiderar sa Mga Pag-instalar sa PV

Ang direkta nga pag-atake sa mga istraktura nga naa sa grounded (apil ang sistema sa pagpanalipod sa kilat), ug inter- ug intra-cloud flashes nga mahimong adunay gidak-on nga 100 kA mahimo’g hinungdan sa mga nag-uban nga magnetikong natad nga mag-aghat sa lumalabay nga sulud sa sistema sa PV nga cabling. Kini nga mga nagbalhin nga boltahe makita sa mga terminal sa kagamitan ug hinungdan sa pagkabulag ug pagkapakyas sa dielectric sa mga punoan nga sangkap.

Ang pagbutang sa mga SPD sa mga gipili nga lokasyon nagpagaan sa epekto sa kini nga naaghat ug sa bahag nga sulog sa kilat. Ang SPD gibutang nga parehas sa taliwala sa mga kusog nga konduktor ug yuta. Gibag-o niini ang estado gikan sa usa ka high-impedance device ngadto sa usa ka low-impedance device kung mahinabo ang sobra nga kusog. Sa kini nga pag-configure, gipagawas sa SPD ang kaubanan nga kasamtangan nga lumalabay, nga gipaminusan ang sobra nga boltahe nga mahimo’g naa sa mga terminal sa kagamitan. Ang kini nga kahanay nga aparato wala magdala bisan unsang karon nga pagkarga. Ang gipili nga SPD kinahanglan nga piho nga gilaraw, gihatagan bili ug giaprobahan alang sa aplikasyon sa mga volt volt sa DC. Ang integral nga SPD disconnect kinahanglan nga makabalda sa labi ka grabe nga arc sa dc, nga dili makita sa mga aplikasyon sa ac.

Ang pagkonektar sa mga modyul nga MOV sa usa ka pagsulbad sa Y usa ka kasagarang gigamit nga pag-configure sa SPD sa daghang mga komersyal ug magamit nga sukod nga mga sistema sa PV nga naglihok sa labing kadaghan nga boltahe nga open-circuit nga 600 o 1,000 Vdc. Ang matag paa sa Y adunay sulud nga module sa MOV nga konektado sa matag poste ug sa yuta. Sa usa ka wala’y sistema nga sistema, adunay duha ka mga modyul tali sa matag poste, ug taliwala sa parehas nga poste ug yuta. Sa kini nga pag-configure, ang matag modyul gihatagan bili sa katunga sa boltahe sa sistema, busa bisan kung adunay usa ka sayup nga poste sa yuta nga nahimo, ang mga modyul nga MOV dili molapas sa ilang gihatagan bili.

Mga Konsiderasyon sa Pagpanalipod sa Lihok sa Dili Paggamit sa Sistema sa Nonpower

Sama nga ang mga kagamitan ug sangkap sa sistema sa kuryente dali nga maapektohan sa mga epekto sa kilat, ingon usab ang kagamitan nga makit-an sa pagsukol, pagkontrol, paggamit, SCADA ug mga sistema sa komunikasyon nga kauban sa kini nga mga pag-install. Sa kini nga mga kaso, ang sukaranan nga konsepto sa pagpanalipod sa pagdagsang parehas sa kini sa mga power circuit. Bisan pa, tungod kay ang kini nga kagamitan kasagaran dili kaayo matugot sa mga kusog nga pag-aghat ug labi ka dali madala sa sayup nga mga signal ug aron maapektohan nga dili maayo sa pagdugang sa serye o parehas nga mga sangkap sa mga sirkito, kinahanglan nga hatagan labi nga pag-amping ang mga kinaiya sa matag gidugang nga SPD. Gitawag ang mga piho nga SPD sumala kung ang kini nga mga sangkap nakigsulti pinaagi sa twisted pair, CAT 6 Ethernet o coaxial RF. Ingon kadugangan, ang mga SPD nga gipili alang sa dili kusog nga mga sirkito kinahanglan makagawas sa mga lumalabay nga sulud nga wala’y pagkapakyas, aron makahatag usa ka igo nga lebel sa proteksyon sa boltahe ug likayan nga makabalda sa pagpaandar sa sistema — lakip na ang serye nga impedance, line-to-line ug ground capacitance ug frequency bandwidth .

Kasagaran nga sayop nga aplikasyon sa mga SPD

Ang mga SPD gigamit sa mga circuit sa kuryente sa daghang mga tuig. Kadaghanan sa mga bag-o nga kuryente nga kuryente nagpuli-puli nga mga karon nga sistema. Ingon niana, kadaghanan sa mga ekipo sa pagpanalipod sa pagdagsang gilaraw alang sa paggamit sa mga sistema sa ac. Ang bag-ohay lang nga pagpaila sa daghang mga sistema sa sistema sa komersyo ug magamit nga sukod sa PV ug ang nagkadaghan nga mga sistema nga gipakatap, sa kasubo, misangput sa sayop nga paggamit sa dc nga bahin sa mga SPD nga gilaraw alang sa mga sistema sa ac. Sa kini nga mga kaso, ang mga SPD dili maayo nga paghimo, labi na sa panahon sa ilang mode sa pagkapakyas, tungod sa mga kinaiya sa mga sistema sa dc PV.

Ang mga MOVs naghatag maayo kaayo nga mga kinaiya alang sa pagsilbi nga SPDs. Kung sila na-rate nga husto ug na-apply nga tama, gihimo nila kini sa usa ka kalidad nga pamaagi alang sa nga paglihok. Bisan pa, sama sa tanan nga mga produktong elektrisidad, mahimo sila mapakyas. Ang pagkapakyas mahimong hinungdan sa pagpainit sa palibot, pagpagawas sa mga sulog nga labi ka daghan kaysa sa aparato nga gilaraw aron pagdumala, pagpahawa sa daghang mga higayon o pagbutang sa padayon nga kahimtang sa sobra nga boltahe.

Busa, ang mga SPD gilaraw uban ang usa ka thermally operate nga pagdiskonekta switch nga nagbulag kanila gikan sa parehas nga koneksyon sa energized dc circuit nga kinahanglan nga kinahanglan. Tungod kay ang pipila nga karon nga nagaagay ingon nga ang SPD mosulod sa mode nga pagkapakyas, usa ka gamay nga arko ang makita samtang ang thermal disconnect switch molihok. Kung gigamit sa usa ka ac circuit, ang una nga zero nga pagtabok sa karon nga gihatag sa generator nga nagpalong sa arko nga kana, ug ang SPD luwas nga gikuha gikan sa circuit. Kung ang parehas nga ac SPD nga gigamit sa dc nga kilid sa usa ka sistema sa PV, labi na ang taas nga boltahe, wala’y zero nga pagtabok sa karon sa usa ka dc waveform. Ang normal nga pagpalihok nga gigamit sa thermally dili makapalong sa arc karon, ug napakyas ang aparato.

Ang pagbutang usa ka parallel nga fuse bypass circuit sa palibot sa MOV usa ka pamaagi aron mabuntog ang pagpalong sa arc sa arc nga dc. Kung kinahanglan nga mag-operate ang thermal disconnect, makita gihapon ang usa ka arko sa pagbukas sa mga kontak niini; apan kana nga agianan sa arko gihatud ngadto sa usa ka kahanay nga agianan nga adunay sulud nga piyus diin ang arko napalong, ug ang piyus nakababag sa karon nga sayup.

Ang pag-una sa fusing sa unahan sa SPD, ingon nga magamit sa mga sistema sa ac, dili angay sa mga sistema sa dc. Ang magamit karon nga short-circuit aron mapadagan ang fuse (sama sa usa ka sobra nga kusog nga aparato sa pagpanalipod) mahimong dili igo kung ang generator naa sa pagkunhod sa output sa kuryente. Ingon usa ka sangputanan, ang pipila nga mga taggama sa SPD gikonsiderar kini sa ilang laraw. Gibag-o sa UL ang nahauna nga sukaranan niini pinaagi sa pagdugang sa labing bag-o nga sukaranan sa pagpanalipod sa surge — UL 1449. Kini nga ikatulong edisyon piho nga magamit sa mga sistema sa PV.

Checklist sa SPD

Bisan pa sa hataas nga peligro sa kilat nga daghang mga instalasyon sa PV ang gibutyag, mahimo sila mapanalipdan sa aplikasyon sa mga SPD ug usa ka sistema nga proteksyon sa kilat nga husto. Ang epektibo nga pagpatuman sa SPD kinahanglan maglakip sa mga mosunud nga konsiderasyon:

• Husto nga pagbutang sa sistema
• Mga kinahanglanon sa pagtapos
• Husto nga pagsukad ug pagbugkos sa sistema sa kagamitan-yuta
• Paghatag bili
• Ang lebel sa proteksyon sa boltahe
• Angayan sa sistema nga gihisgutan, lakip ang aplikasyon sa dc kumpara sa ac
• Ang pakyas nga pakyas
• Panudlo sa lokal ug hilit nga kahimtang
• Dali nga mapulihan nga mga modyul
• Ang naandan nga pag-andar sa sistema kinahanglan dili maapektuhan, labi na ang mga dili-gahum nga sistema