محافظت در برابر فشار برای سیستم های فتوولتائیک

تأسیسات فتوولتائیک (PV) برای بهره برداری از انرژی های تجدیدپذیر به دلیل قرار گرفتن در معرض و سطح وسیع در معرض خطر تخلیه رعد و برق هستند.

آسیب به بخشهای جداگانه یا خرابی کل نصب می تواند نتیجه این امر باشد.

جریان صاعقه و ولتاژهای موجی اغلب به اینورترها و ماژول های فتوولتائیک آسیب می رساند. این خسارات به معنی هزینه بیشتر برای مجری تأسیسات فتوولتائیک است. نه تنها هزینه های تعمیر بیشتری وجود دارد بلکه بهره وری از امکانات نیز به طور قابل توجهی کاهش می یابد. بنابراین ، یک مرکز فتوولتائیک باید همیشه در استراتژی حفاظت از صاعقه و زمین موجود موجود باشد.

برای جلوگیری از این قطعی ها ، استراتژی های محافظت در برابر صاعقه و صاعقه باید در تعامل با یکدیگر باشند. ما پشتیبانی مورد نیاز شما را ارائه می دهیم تا تسهیلات شما هموار عمل کرده و عملکرد مورد انتظار خود را ارائه دهد. به همین دلیل باید از نصب فتوولتائیک خود در برابر روشنایی و محافظت در برابر ولتاژ در برابر LSP محافظت کنید:

  • برای محافظت از ساختمان و نصب PV
  • برای افزایش در دسترس بودن سیستم
  • برای محافظت از سرمایه گذاری خود

استانداردها و الزامات

در طراحی و نصب هر سیستم فتوولتائیک همیشه باید استانداردها و دستورالعمل های فعلی برای حفاظت از ولتاژ اضافی در نظر گرفته شود.

پیش نویس استاندارد اروپا DIN VDE 0100 part 712 / E DIN IEC 64/1123 / CD (نصب سیستم های ولتاژ پایین ، نیاز به تجهیزات و امکانات ویژه ؛ سیستم های قدرت فتوولتائیک) و مشخصات نصب بین المللی برای امکانات PV - IEC 60364-7- 712 - هر دو انتخاب و نصب حفاظت از ولتاژ برای تأسیسات PV را توصیف می کنند. آنها همچنین وسایل حفاظت از ولتاژ بین ژنراتورهای PV را توصیه می کنند. اتحادیه بیمه گران املاک آلمان (VdS) در انتشار 2010 خود در مورد محافظت در برابر موج برای ساختمانهایی که دارای نصب PV هستند ، نیاز به حفاظت از رعد و برق و ولتاژ بیش از 10 کیلو وات مطابق با کلاس محافظت از صاعقه III دارد.

برای اطمینان از اینکه نصب شما در آینده ایمن نیست ، ناگفته نماند که اجزای سازنده ما کاملاً با تمام نیازها مطابقت دارند.

علاوه بر این ، یک استاندارد اروپایی برای اجزای محافظت در برابر ولتاژ فشار در حال تهیه است. این استاندارد مشخص می کند که تا چه حد حفاظت از ولتاژ در برابر فشار باید در سمت DC سیستم های PV طراحی شود. این استاندارد در حال حاضر prEN 50539-11 است.

یک استاندارد مشابه در حال حاضر در فرانسه در حال اجرا است - UTE C 61-740-51. محصولات LSP در حال حاضر از نظر انطباق با هر دو استاندارد مورد آزمایش قرار گرفته اند تا بتوانند سطح ایمنی بالاتری نیز داشته باشند.

ماژول های حفاظت از ولتاژ ما در کلاس I و کلاس II (گیرنده های B و C) اطمینان حاصل می کنند که ولتاژ به سرعت محدود می شود و جریان با خیال راحت تخلیه می شود. با این کار می توانید از خسارات گران قیمت یا احتمال قطع کامل برق در تأسیسات فتوولتائیک خود جلوگیری کنید.

برای ساختمان هایی با یا بدون سیستم های حفاظت از نور - ما محصول مناسب برای هر کاربردی را داریم! ما می توانیم ماژول ها را بر اساس نیاز شما - کاملاً سفارشی و از پیش سیم دار شده در محفظه ها ، تحویل دهیم.

استقرار دستگاه های محافظ در برابر فشار (SPD) در سیستم های فتوولتائیک

انرژی فتوولتائیک یک جز vital حیاتی در تولید کلی انرژی از منابع انرژی تجدید پذیر است. هنگام استقرار دستگاههای محافظ در برابر فشار (SPD) در سیستمهای فتوولتائیک ، تعدادی از ویژگیهای خاص وجود دارد که باید مورد توجه قرار گیرند. سیستم های فتوولتائیک دارای منبع ولتاژ DC ، با ویژگی های خاص هستند. بنابراین ، مفهوم سیستم باید این خصوصیات خاص را در نظر گرفته و بر این اساس استفاده از SPD ها را هماهنگ کند. به عنوان مثال ، مشخصات SPD برای سیستم های PV باید هر دو برای حداکثر ولتاژ بدون بار ژنراتور خورشیدی طراحی شود (VOC STC = ولتاژ مدار تخلیه شده در شرایط آزمایش استاندارد) و همچنین با توجه به اطمینان از حداکثر در دسترس بودن و ایمنی سیستم.

محافظت از صاعقه خارجی

سیستم های فتوولتائیک به دلیل مساحت زیاد و مکان نصب به طور کلی در معرض خطر ، به ویژه از تخلیه های جوی - مانند صاعقه - در معرض خطر هستند. در این مرحله ، لازم است بین تأثیرات صاعقه مستقیم و اصطلاحاً غیر مستقیم (القایی و خازنی) تفاوت قائل شود. از یک طرف ، ضرورت محافظت در برابر صاعقه به مشخصات هنجاری استانداردهای مربوطه بستگی دارد و از یک طرف ، ضرورت حفاظت از صاعقه صرف مشخصات هنجاری استانداردهای مربوطه می شود. از سوی دیگر ، این به خود برنامه بستگی دارد ، به عبارت دیگر ، به ساختمان یا نصب آن بستگی دارد. با نصب و راه اندازی ساختمان ، تفاوتی بین نصب مولد PV در سقف یک ساختمان عمومی - با یک سیستم محافظ صاعقه موجود - و نصب در سقف یک انبار - بدون سیستم محافظت در برابر صاعقه ایجاد می شود. تاسیسات صحرایی نیز به دلیل آرایه های ماژول مساحت زیادی ، اهداف بالقوه بزرگی را ارائه می دهند. در این حالت ، یک راه حل محافظت از صاعقه خارجی برای این نوع سیستم ها توصیه می شود تا از برخورد مستقیم روشنایی جلوگیری کند.

منابع طبیعی را می توان در IEC 62305-3 (VDE 0185-305-3) ، ضمیمه 2 (تفسیر با توجه به سطح حفاظت از صاعقه یا سطح خطر LPL III) [2] و ضمیمه 5 (صاعقه و محافظت در برابر موج برای سیستم های قدرت PV) و در بخشنامه VdS 2010 [3] ، (اگر سیستم های PV> 10 کیلووات باشد ، محافظت در برابر صاعقه لازم است). علاوه بر این ، اقدامات محافظت در برابر موج مورد نیاز است. به عنوان مثال ، باید از سیستم های خاتمه هوا جدا برای محافظت از مولد PV استفاده شود. با این حال ، اگر جلوگیری از اتصال مستقیم به مولد PV امکان پذیر نباشد ، به عبارت دیگر ، نمی توان فاصله جداسازی ایمن را حفظ کرد ، بنابراین باید اثرات جریان های صاعقه جزئی را در نظر گرفت. اصولاً باید از کابلهای محافظ برای خطوط اصلی تولید کننده ها استفاده شود تا ولتاژهای القا شده را تا حد ممکن پایین نگه دارد. علاوه بر این ، در صورت کافی بودن سطح مقطع (حداقل 16 میلی متر مکعب) می توان از محافظ کابل برای هدایت جریانهای رعد و برق جزئی استفاده کرد. همین مورد در مورد استفاده از محفظه های فلزی بسته اعمال می شود. اتصال زمین باید در دو انتهای کابل ها و محفظه های فلزی باشد. این اطمینان می دهد که خطوط اصلی ژنراتور تحت LPZ1 (منطقه حفاظت از صاعقه) قرار می گیرند. این بدان معنی است که SPD نوع 2 کافی است. در غیر این صورت ، SPD نوع 1 مورد نیاز است.

استفاده و مشخصات صحیح دستگاههای محافظ در برابر موج

به طور کلی ، می توان استقرار و مشخصات SPD ها را در سیستم های ولتاژ پایین در سمت AC به عنوان یک روش استاندارد در نظر گرفت. با این حال ، استقرار و مشخصات طراحی صحیح برای ژنراتورهای PV DC هنوز یک چالش باقی مانده است. دلیل آن این است که اولاً یک ژنراتور خورشیدی ویژگی های خاص خود را دارد و ثانیا ، SPD ها در مدار DC مستقر می شوند. SPD های معمولی معمولاً برای سیستم های ولتاژ متناوب و نه ولتاژ مستقیم تولید می شوند. استانداردهای مربوط به محصول [4] این برنامه ها را سالها تحت پوشش قرار داده است و این اصول را می توان به طور اساسی در برنامه های ولتاژ DC نیز اعمال کرد. با این حال ، در حالی که ولتاژ سیستم PV نسبتاً کم تحقق یافته بود ، امروزه این تقریباً به حدود رسیده است. 1000 ولت DC در مدار PV تخلیه شده. وظیفه این است که ولتاژهای سیستم را به ترتیب مناسب با دستگاه های محافظ در برابر ولتاژ کنترل کنید. موقعیت هایی که از نظر فنی برای قرار دادن SPD ها در یک سیستم PV مناسب و عملی است ، اساساً به نوع سیستم ، مفهوم سیستم و سطح فیزیکی بستگی دارد. شکلهای 2 و 3 تفاوتهای اصلی را نشان می دهد: اولاً ، ساختمانی با حفاظت از صاعقه خارجی و سیستم PV که روی سقف نصب شده است (نصب ساختمان). در مرحله دوم ، یک سیستم انرژی خورشیدی گسترده (نصب درست) ، همچنین دارای یک سیستم محافظت از صاعقه خارجی است. در وهله اول - به دلیل طول کابل کمتر - حفاظت صرفاً در ورودی DC اینورتر انجام می شود. در حالت دوم SPD ها در جعبه ترمینال ژنراتور خورشیدی (برای محافظت از ماژول های خورشیدی) و همچنین در ورودی DC اینورتر (برای محافظت از اینورتر) نصب می شوند. به محض اینکه طول کابل مورد نیاز بین ژنراتور PV و اینورتر از 10 متر فراتر رود ، SPD ها باید نزدیک ژنراتور PV و همچنین نزدیک اینورتر نصب شوند (شکل 2). راه حل استاندارد برای محافظت از سمت AC ، به معنی خروجی اینورتر و منبع تغذیه ، باید با استفاده از SPD های نوع 2 نصب شده در خروجی اینورتر و - در مورد نصب ساختمان با محافظت از صاعقه خارجی در منبع تغذیه point - مجهز به برقگیر SPD نوع 1.

مشخصات ویژه در سمت مولد خورشیدی DC

تا کنون ، مفاهیم محافظتی در سمت DC همیشه از SPD ها برای ولتاژهای اصلی شبکه AC استفاده می کردند ، به موجب آن L + و L- به ترتیب برای محافظت از سیم به زمین متصل می شدند. این بدان معنی است که SPD ها حداقل برای 50 درصد از ولتاژ بدون بار ژنراتور خورشیدی درجه بندی شده اند. با این حال ، پس از گذشت چند سال ، ممکن است خطاهای عایق در ژنراتور PV رخ دهد. به عنوان یک نتیجه از این خطا در سیستم PV ، ولتاژ کامل ژنراتور PV سپس به قطب غیر معیوب در SPD اعمال می شود و منجر به یک رویداد اضافه بار می شود. اگر بار SPD های مبتنی بر واریستورهای اکسید فلز از ولتاژ مداوم خیلی زیاد باشد ، این می تواند منجر به تخریب آنها شود یا دستگاه جدا کننده را تحریک کند. به طور خاص ، در سیستم های PV با ولتاژ سیستم بالا ، نمی توان به طور کامل از احتمال آتش سوزی ناشی از قوس سوئیچینگ که خاموش نشده است ، هنگام اتصال دستگاه قطع استفاده کرد. عناصر محافظتی بیش از حد (فیوزها) که در بالادست استفاده می شوند راه حلی برای این احتمال نیستند ، زیرا جریان اتصال کوتاه ژنراتور PV فقط کمی بیشتر از جریان نامی است. امروزه سیستم های PV با ولتاژ تقریبی سیستم. 1000 ولت DC به طور فزاینده ای در حال نصب است تا تلفات برق را تا حد ممکن پایین نگه دارد.

شکل 4 مدارهای محافظ شکل Y با سه واریستور

برای اطمینان از اینکه SPD ها می توانند چنین ولتاژهای بالای سیستم را کنترل کنند اتصال ستاره متشکل از سه واریستور قابل اعتماد است و به عنوان یک شبه استاندارد ایجاد شده است (شکل 4). در صورت بروز عیب عایق ، هنوز دو واریستور در این سری باقی مانده است که به طور م preventsثر از پرشدن SPD جلوگیری می کند.

به طور خلاصه: مدارهای محافظ با جریان نشتی کاملاً صفر در جای خود قرار دارند و از فعال شدن تصادفی مکانیسم قطع کننده جلوگیری می شود. در سناریویی که در بالا توضیح داده شد ، از گسترش آتش نیز به طور مثر جلوگیری می شود. و در عین حال ، از هرگونه تأثیر دستگاه نظارت بر عایق نیز جلوگیری می شود. بنابراین در صورت بروز نقص در عایق بندی ، همیشه دو سری واریستور در این مجموعه وجود دارد. به این ترتیب این شرط که همیشه باید از گسل های زمین جلوگیری شود ، برآورده می شود. LSP's SPD type 2 arrester SLP40-PV1000 / 3، UCPV = 1000Vdc یک راه حل عملی کاملاً آزمایش شده ارائه می دهد و برای انطباق با تمام استانداردهای فعلی (UTE C 61-740-51 و prEN 50539-11) آزمایش شده است (شکل 4). به این ترتیب ، ما بالاترین درجه ایمنی موجود برای استفاده در مدارهای DC را ارائه می دهیم.

کاربردهای عملی

همانطور که قبلاً بیان شد ، در راه حلهای عملی تفاوتی بین تاسیسات ساختمانی و مزرعه ای ایجاد می شود. اگر یک محلول محافظ در برابر صاعقه خارجی نصب شده باشد ، ترجیحاً مولد PV در این سیستم به عنوان یک سیستم دستگاه جدا کننده گیر جدا شده است. IEC 62305-3 مشخص می کند که فاصله پایان هوا باید حفظ شود. اگر نمی توان آن را حفظ کرد ، باید اثرات جریان جزئی رعد و برق را در نظر گرفت. در این مرحله ، استاندارد برای محافظت در برابر رعد و برق IEC 62305-3 مکمل های 2 در بخش 17.3 بیان می کند: "برای کاهش ولتاژهای ناشی از کابل های محافظ باید برای خطوط اصلی تولید کننده استفاده شود." اگر سطح مقطع کافی باشد (حداقل 16 میلی متر مکعب) ، از محافظ کابل نیز می توان برای هدایت جریانهای جزئی رعد و برق استفاده کرد. ضمیمه (شکل 5) - حفاظت در برابر صاعقه برای سیستم های فتوولتائیک - صادر شده توسط ABB (کمیته حفاظت از رعد و برق و تحقیقات رعد و برق از انجمن (آلمان) انجمن فناوری های برق ، الکترونیک و اطلاعات) بیان می کند که خطوط اصلی تولید کننده ها باید محافظت شود . این بدان معنی است که به برقگیرهای رعد و برق (SPD نوع 1) نیازی نیست ، اگرچه برقگیرهای ولتاژ فشار (SPD نوع 2) در هر دو طرف لازم هستند. همانطور که شکل 5 نشان می دهد ، یک خط تولید کننده اصلی محافظت شده یک راه حل عملی ارائه می دهد و وضعیت LPZ 1 را در فرآیند به دست می آورد. به این ترتیب برقگیرهای SPD نوع 2 با رعایت مشخصات استاندارد مستقر می شوند.

راه حل های متناسب

LSP برای اطمینان از نصب در محل تا حد ممکن ساده است LSP راه حلهای آماده برای محافظت از اضلاع DC و AC اینورترها ارائه می دهد. جعبه های PV پلاگین و بازی زمان نصب را کاهش می دهند. LSP همچنین مجامع خاص مشتری را به درخواست شما انجام می دهد. اطلاعات بیشتر در این زمینه در سایت www.lsp-international.com موجود است

توجه داشته باشید:

استانداردها و دستورالعمل های خاص کشور باید رعایت شود

[1] DIN VDE 0100 (VDE 0100) قسمت 712: 2006-06 ، شرایط مورد نیاز برای نصب یا مکان های خاص. سیستم های منبع تغذیه فتوولتائیک خورشیدی (PV)

[2] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) 2006-10 از صاعقه محافظت ، قسمت 3: حفاظت از امکانات و افراد ، مکمل 2 ، تفسیر طبق کلاس حفاظت یا سطح خطر III LPL ، ضمیمه 5 ، رعد و برق و محافظت در برابر فشار برای سیستم های قدرت PV

[3] بخشنامه VdS 2010: 2005-07 صاعقه و محافظت در برابر موج خطر محور ؛ رهنمودهای پیشگیری از ضرر ، VdS Schadenverhütung Verlag (ناشران)

[4] DIN EN 61643-11 (VDE 675-6-11): 2007-08 دستگاه های محافظ ولتاژ پایین - قسمت 11: دستگاه های محافظ ولتاژ برای استفاده در سیستم های برق ولتاژ پایین - الزامات و آزمایشات

[5] IEC 62305-3 محافظت در برابر صاعقه - قسمت 3: آسیب فیزیکی به سازه ها و خطر زندگی

[6] IEC 62305-4 محافظت در برابر صاعقه - قسمت 4: سیستم های الکتریکی و الکترونیکی درون سازه ها

[7] prEN 50539-11 دستگاه های محافظ ولتاژ پایین - دستگاه های محافظ ولتاژ برای کاربردهای خاص از جمله DC - قسمت 11: الزامات و آزمایشات SPD در برنامه های فتوولتائیک

[8] استاندارد محصول فرانسوی برای محافظت در برابر موج در منطقه DC UTE C 61-740-51

استفاده مدولار از اجزای محافظت در برابر موج ما

اگر سیستم حفاظت از صاعقه از قبل در ساختمان وجود داشته باشد ، این باید در بالاترین نقطه کل سیستم باشد. تمام ماژول ها و کابل های نصب فتوولتائیک باید در زیر انتهای هوا نصب شوند. فواصل تفکیکی حداقل 0.5 متر تا 1 متر باید حفظ شود (بستگی به تجزیه و تحلیل خطر از IEC 62305-2).

حفاظت از رعد و برق نوع I خارجی (سمت AC) همچنین نیاز به نصب یک برقگیر نوع I در منبع برق ساختمان دارد. اگر سیستم محافظتی در برابر صاعقه وجود نداشته باشد ، برقگیرهای نوع II (سمت AC) برای استفاده کافی هستند.