Ylijännitesuoja aurinkosähköjärjestelmissä

Uusiutuvan energian hyödyntämiseen tarkoitetut aurinkosähkölaitteet ovat alttiina salaman purkauksille altistuneen sijainnin ja suuren pinta-alan vuoksi.

Seurauksena voi olla yksittäisten segmenttien vaurioituminen tai koko asennuksen epäonnistuminen.

Salamavirrat ja ylijännitteet aiheuttavat usein vahinkoa taajuusmuuttajille ja aurinkosähkömoduuleille. Nämä vahingot merkitsevät enemmän kustannuksia aurinkosähkölaitoksen käyttäjälle. Korjauskustannusten lisäksi korkeampi laitoksen tuottavuus heikkenee merkittävästi. Siksi aurinkosähkölaitos tulisi aina integroida olemassa olevaan salamansuojaus- ja maadoitusstrategiaan.

Näiden katkosten välttämiseksi käytössä olevien salama- ja ylijännitesuojastrategioiden on oltava vuorovaikutuksessa toistensa kanssa. Tarjoamme sinulle tarvitsemasi tuen, jotta laitoksesi toimii sujuvasti ja tuottaa odotetun tuoton! Siksi sinun tulisi suojata aurinkosähköasennuksesi LSP: n valaisimilta ja ylijännitesuojauksilta:

• Suojaa rakennustasi ja aurinkosähköasennustasi
• Järjestelmän saatavuuden parantamiseksi
• Sijoituksesi turvaamiseksi

Standardit ja vaatimukset

Nykyiset ylijännitesuojausstandardit ja -direktiivit on aina otettava huomioon minkä tahansa aurinkosähköjärjestelmän suunnittelussa ja asennuksessa.

Eurooppalainen luonnos standardiksi DIN VDE 0100 osa 712 / E DIN IEC 64/1123 / CD (Pienjänniteverkkojen asennus, erityislaitteita ja -laitteita koskevat vaatimukset; aurinkosähköjärjestelmät) ja aurinkosähkölaitteiden kansainväliset asennuseritelmät - IEC 60364-7- 712 - molemmat kuvaavat aurinkosähkölaitteiden ylijännitesuojan valintaa ja asentamista. He suosittelevat myös ylijännitesuojaa PV-generaattoreiden välillä. Saksan omaisuusvakuutusyhtiöiden liitto (VdS) vaatii vuoden 2010 julkaisussaan aurinkosähköasennusten rakennusten ylijännitesuojasta> 10 kW: n salama- ja ylijännitesuojauksen salamasuojausluokan III mukaisesti.

Varmistaaksesi asennuksesi turvallisuuden tulevaisuudessa, on sanomattakin selvää, että komponenttimme ovat täysin kaikkien vaatimusten mukaisia.

Lisäksi valmisteilla on eurooppalainen standardi ylijännitesuojakomponenteille. Tämä standardi määrittelee, missä määrin ylijännitesuojaus on suunniteltava aurinkosähköjärjestelmien DC-puolelle. Tämä standardi on tällä hetkellä prEN 50539-11.

Vastaava standardi on jo voimassa Ranskassa - UTE C 61-740-51. LSP: n tuotteiden testaus on tällä hetkellä molempien standardien mukaista, jotta ne voivat tarjota entistä paremman turvallisuustason.

Luokan I ja luokan II ylijännitesuojamoduulimme (B- ja C-estimet) varmistavat, että jännitetapahtumia rajoitetaan nopeasti ja että virta purkautuu turvallisesti. Näin voit välttää kalliita vaurioita tai mahdollisuuden täydelliseen sähkökatkoon aurinkosähkölaitoksessasi.

Rakennuksiin, joissa on valonsuojausjärjestelmä tai ei - meillä on oikea tuote jokaiseen sovellukseen! Voimme toimittaa moduulit tarpeen mukaan - täysin räätälöidyt ja valmiiksi johdotetut koteloihin.

Ylijännitesuojalaitteiden (SPD) käyttöönotto aurinkosähköjärjestelmissä

Aurinkosähkö on tärkeä osa kokonaisenergiantuotantoa uusiutuvista energialähteistä. On olemassa useita erityispiirteitä, jotka on otettava huomioon asennettaessa ylijännitesuojalaitteita aurinkosähköjärjestelmiin. Aurinkosähköjärjestelmissä on tasajännitelähde, jolla on erityisominaisuudet. Siksi järjestelmäkonseptissa on otettava huomioon nämä erityispiirteet ja koordinoitava SPD: n käyttöä vastaavasti. Esimerkiksi aurinkosähköjärjestelmien SPD-spesifikaatiot on suunniteltava sekä aurinkogeneraattorin suurimmalle kuormittamattomalle jännitteelle (V_OC STC = kuormittamattoman piirin jännite vakio-testiolosuhteissa) sekä järjestelmän maksimaalisen käytettävyyden ja turvallisuuden varmistamiseksi.

Ulkoinen salamasuojaus

Suurten pinta-alojensa ja yleisesti altistuneiden asennuspaikkojensa vuoksi aurinkosähköjärjestelmät ovat erityisen vaarassa ilmakehän päästöistä - kuten salamasta. Tässä vaiheessa on erotettava toisistaan ​​suorien salamaniskut ja niin kutsutut epäsuorat (induktiiviset ja kapasitiiviset) iskut. Toisaalta salaman suojauksen välttämättömyys riippuu asiaankuuluvien standardien normatiivisista spesifikaatioista ja toisaalta salamansuojauksen tarve menee asiaankuuluvien standardien normatiivisiin eritelmiin. Toisaalta se riippuu itse sovelluksesta, toisin sanoen, riippuen siitä, onko kyseessä rakennus vai kenttäasennus. Rakennusasennuksissa erotetaan PV-generaattorin asentaminen julkisen rakennuksen katolle - olemassa olevan salamansuojajärjestelmän kanssa - ja navetan katolle - ilman salamasuojajärjestelmää. Kenttäasennukset tarjoavat myös suuria potentiaalikohteita niiden suuren alueen moduuliryhmien ansiosta; tällöin tämän tyyppiselle järjestelmälle suositellaan ulkoista salamasuojausratkaisua suorien valaistusiskujen estämiseksi.

Normatiiviset viitteet löytyvät standardeista IEC 62305-3 (VDE 0185-305-3), täydennyksestä 2 (tulkinta salaman- tai riskitason LPL III mukaan) [2] ja täydennyksestä 5 (PV-sähköjärjestelmien salama- ja ylijännitesuoja) ja VdS-direktiivissä 2010 [3] (jos aurinkosähköjärjestelmät> 10 kW, tarvitaan salamasuojaus). Lisäksi tarvitaan ylijännitesuojatoimenpiteitä. Esimerkiksi PV-generaattorin suojaamiseksi olisi annettava etusija erillisille ilmanpäätejärjestelmille. Kuitenkin, jos suoraa yhteyttä PV-generaattoriin ei voida välttää, toisin sanoen turvallista erotusetäisyyttä ei voida ylläpitää, osittaisten salamanvirtauksien vaikutukset on otettava huomioon. Pohjimmiltaan generaattoreiden päälinjoissa tulisi käyttää suojattuja kaapeleita pitämään aiheuttamat ylijännitteet mahdollisimman pieninä. Lisäksi, jos poikkileikkaus on riittävä (vähintään 16 mm² Cu), kaapelinsuojausta voidaan käyttää osittaisten salamavirtojen johtamiseen. Sama koskee suljettujen metallikoteloiden käyttöä. Maadoitus on kytkettävä kaapeleiden ja metallikoteloiden molempiin päihin. Tämä varmistaa, että generaattorin pääjohdot kuuluvat LPZ1: een (salaman suojavyöhyke); tämä tarkoittaa, että SPD-tyyppi 2 riittää. Muussa tapauksessa tarvitaan SPD-tyyppi 1.

Ylijännitesuojalaitteiden käyttö ja oikea määrittely

Yleensä on mahdollista pitää SPD: n käyttöönottoa ja määrittelyä pienjänniteverkoissa AC-puolella vakiomenettelynä; PV DC -generaattoreiden käyttöönotto ja oikea suunnittelueritelmä on kuitenkin edelleen haaste. Syynä on ensinnäkin, että aurinkogeneraattorilla on omat erityisominaisuutensa, ja toiseksi SPD: t ovat käytössä DC-piirissä. Tavanomaiset SPD: t kehitetään tyypillisesti vaihtovirtajännitteille eikä tasajännitejärjestelmille. Asiaankuuluvat tuotestandardit [4] ovat kattaneet nämä sovellukset vuosia, ja niitä voidaan periaatteessa soveltaa myös tasajännitesovelluksiin. Vaikka aiemmin suhteellisen matalat aurinkosähköjärjestelmän jännitteet toteutuivat, nykyään ne ovat jo saavuttamassa noin. 1000 V DC kuormittamattomassa PV-piirissä. Tehtävänä on hallita järjestelmän jännitteet siinä järjestyksessä sopivilla ylijännitesuojalaitteilla. Asemat, joissa SPD: n sijoittaminen aurinkosähköjärjestelmään on teknisesti tarkoituksenmukaista ja käytännöllistä, riippuvat ensisijaisesti järjestelmän tyypistä, järjestelmän konseptista ja fyysisestä pinta-alasta. Kuviot 2 ja 3 havainnollistavat periaatteellisia eroja: Ensinnäkin rakennus, jossa on ulkoinen salamasuoja ja katolle asennettu aurinkosähköjärjestelmä (rakennuksen asennus); toiseksi laaja aurinkoenergiajärjestelmä (kenttäasennus), joka on myös varustettu ulkoisella salamasuojajärjestelmällä. Ensinnäkin - lyhyempien kaapelipituuksien takia - suojaus toteutetaan vain taajuusmuuttajan tasavirtatulossa; toisessa tapauksessa SPD: t asennetaan aurinkogeneraattorin liitäntäkoteloon (aurinkomoduulien suojaamiseksi) sekä invertterin DC-tuloon (invertterin suojaamiseksi). SPD: t tulisi asentaa lähelle PV-generaattoria sekä lähellä invertteriä heti, kun PV-generaattorin ja invertterin välisen kaapelin pituus ylittää 10 metriä (kuva 2). Vakioratkaisu vaihtovirtapuolen suojaamiseksi, eli taajuusmuuttajan ulostulo ja verkkojännite, on saavutettava käyttämällä taajuusmuuttajan ulostuloon asennettuja tyypin 2 SPD: itä ja - jos kyseessä on rakennusasennus, jossa ulkoinen salamasuoja verkkovirran syötössä piste - varustettu SPD tyypin 1 ylijännitesuojalla.

Kolmesta varistorista koostuva tähtiyhteys on osoittautunut luotettavaksi ja vakiintuneeksi lähes standardiksi sen varmistamiseksi, että SPD: t pystyvät hallitsemaan tällaiset suuret järjestelmäjännitteet (kuva 4). Jos eristysvika ilmenee, sarjassa on edelleen kaksi varistoria, mikä estää SPD: n ylikuormituksen.

Yhteenvetona: suojapiirit, joissa vuotovirta on täysin nolla, on paikallaan ja irtikytkentämekanismin tahaton aktivoituminen on estetty. Edellä kuvatussa skenaariossa myös tulen leviäminen estetään tehokkaasti. Samalla vältetään myös kaikki eristysvalvontalaitteen vaikutukset. Joten jos eristysvika ilmenee, sarjassa on aina käytettävissä vielä kaksi varistoria. Tällä tavoin vaatimus, että maaviat on aina estettävä, täyttyy. LSP: n SPD-tyypin 2 pidätin SLP40-PV1000 / 3, U_CPV = 1000 Vdc tarjoaa hyvin testatun, käytännöllisen ratkaisun, ja sen on testattu noudattavan kaikkia nykyisiä standardeja (UTE C 61-740-51 ja prEN 50539-11) (kuva 4). Tällä tavalla tarjoamme korkeimman mahdollisen turvallisuustason käytettäväksi tasavirtapiireissä.

Käytännön sovelluksia

Kuten jo todettiin, käytännön ratkaisuissa tehdään ero rakennus- ja kenttäasennusten välillä. Jos asennetaan ulkoinen salamasuojausratkaisu, aurinkosähkögeneraattori tulisi mieluiten integroida tähän järjestelmään eristettynä pidätinlaitejärjestelmänä. IEC 62305-3 -standardissa määritetään, että ilman päätevälin on oltava yllä. Jos sitä ei voida ylläpitää, osittaisten salamavirtojen vaikutukset on otettava huomioon. Tältä osin salamanestosuojausstandardissa IEC 62305-3 Lisäykset 2 todetaan osassa 17.3: "Generaattorin päälinjoissa tulisi käyttää suojattuja kaapeleita aiheuttamien ylijännitteiden vähentämiseksi". Jos poikkileikkaus on riittävä (min. 16 mm² Cu), kaapelinsuojausta voidaan käyttää myös osittaisten salamavirtojen johtamiseen. ABB: n (Saksan sähkö-, elektroniikka- ja tietotekniikkayhdistyksen salamansuoja- ja salamantutkimuskomitea) julkaisemassa täydennysosassa (Kuva 5) - Aurinkosuoja aurinkosähköjärjestelmissä todetaan, että generaattoreiden päälinjat tulisi suojata . Tämä tarkoittaa, että salamavirtasuojaimia (SPD-tyyppi 1) ei tarvita, vaikka ylijännitesuojat (SPD-tyyppi 2) ovat tarpeen molemmilta puolilta. Kuten kuvassa 5 on esitetty, suojattu päägeneraattorilinja tarjoaa käytännön ratkaisun ja saavuttaa LPZ 1 -tilan prosessissa. Tällä tavalla SPD-tyypin 2 ylijännitesuojat otetaan käyttöön standardien määritysten mukaisesti.

Valmiit ratkaisut

Varmistaakseen, että asennus paikan päällä on mahdollisimman suoraviivaista, LSP tarjoaa valmiiksi asennettavia ratkaisuja taajuusmuuttajien DC- ja AC-puolien suojaamiseksi. Plug-and-play PV -rasiat lyhentävät asennusaikaa. LSP suorittaa myös asiakaskohtaisia ​​kokoonpanoja pyynnöstäsi. Lisätietoja on osoitteessa www.lsp-international.com

Huomautus:

Maakohtaisia ​​standardeja ja ohjeita on noudatettava

[1] DIN VDE 0100 (VDE 0100), osa 712: 2006-06, Erityisasennuksia tai -paikkoja koskevat vaatimukset. Aurinkosähköenergian syöttöjärjestelmät

[2] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) 2006-10 Salamansuojaus, Osa 3: Tilojen ja ihmisten suojelu, liite 2, tulkinta suojausluokan tai riskitason III mukaan LPL, Lisäys 5, salama ja ylijännitesuoja PV-sähköjärjestelmille

[3] VdS-direktiivi 2010: 2005-07 riskisuuntautunut salama- ja ylijännitesuoja; Ohjeet vahinkojen ehkäisemiseksi, VdS Schadenverhütung Verlag (kustantajat)

[4] DIN EN 61643-11 (VDE 675-6-11): 2007-08 Matalajännitteiset ylijännitesuojat - Osa 11: Pienjänniteverkkojärjestelmissä käytettävät ylijännitesuojat - vaatimukset ja testit

[5] IEC 62305-3 Suojaus salamalta - Osa 3: Rakenteiden fyysiset vauriot ja hengenvaara

[6] IEC 62305-4 Salamansuojaus - Osa 4: Sähköiset ja elektroniset järjestelmät rakenteissa

[7] prEN 50539-11 Pienjännitteiset ylijännitesuojat - Ylijännitesuojat erityissovelluksia varten, mukaan lukien tasavirta - Osa 11: Vaatimukset ja testit aurinkosähkökäyttöisten SPD-laitteille

[8] Ranskan tuotestandardi ylijännitesuojalle tasavirta-alueella UTE C 61-740-51