Perlindungan lonjakan untuk sistem fotovoltaik

Fasilitas Fotovoltaik (PV) untuk mengeksploitasi energi terbarukan berada pada risiko besar dari pelepasan petir karena lokasinya yang terbuka dan luas permukaan yang besar.

Kerusakan pada segmen individu atau kegagalan seluruh instalasi dapat menjadi konsekuensinya.

Arus petir dan tegangan lonjakan sering menyebabkan kerusakan pada inverter dan modul fotovoltaik. Kerusakan ini berarti lebih banyak biaya bagi operator fasilitas fotovoltaik. Tidak hanya ada biaya perbaikan yang lebih tinggi tetapi produktivitas fasilitas juga berkurang secara signifikan. Oleh karena itu, fasilitas fotovoltaik harus selalu diintegrasikan ke dalam strategi proteksi petir dan pentanahan yang ada.

Untuk menghindari pemadaman ini, strategi proteksi petir dan lonjakan yang digunakan harus berinteraksi satu sama lain. Kami memberi Anda dukungan yang Anda butuhkan agar fasilitas Anda berfungsi dengan lancar dan memberikan hasil yang diharapkan! Itulah mengapa Anda harus melindungi instalasi pencahayaan fotovoltaik dan perlindungan tegangan berlebih dari LSP:

• Untuk melindungi bangunan dan instalasi PV Anda
• Untuk meningkatkan ketersediaan sistem
• Untuk mengamankan investasi Anda

Standar dan persyaratan

Standar dan arahan saat ini untuk proteksi tegangan lebih harus selalu diperhitungkan dalam desain dan pemasangan sistem fotovoltaik.

Standar rancangan Eropa DIN VDE 0100 bagian 712 / E DIN IEC 64/1123 / CD (Pemasangan sistem tegangan rendah, persyaratan untuk peralatan dan fasilitas khusus; sistem tenaga fotovoltaik) dan spesifikasi instalasi internasional untuk fasilitas PV - IEC 60364-7- 712 - keduanya menjelaskan pemilihan dan pemasangan proteksi lonjakan untuk fasilitas PV. Mereka juga merekomendasikan perangkat pelindung lonjakan arus antara generator PV. Dalam publikasi 2010 tentang pelindung lonjakan arus untuk bangunan dengan instalasi PV, Asosiasi Penanggung Properti Jerman (VdS) mensyaratkan proteksi petir dan tegangan lebih> 10 kW sesuai dengan proteksi petir kelas III.

Untuk memastikan bahwa instalasi Anda aman di masa depan, sudah jelas bahwa komponen kami sepenuhnya memenuhi semua persyaratan.

Selain itu, standar Eropa untuk komponen proteksi tegangan lonjakan sedang dipersiapkan. Standar ini akan menentukan sejauh mana perlindungan tegangan lonjakan harus dirancang ke dalam sistem PV sisi DC. Standar ini sekarang sebelum 50539-11.

Standar serupa saat ini sudah berlaku di Prancis - UTE C 61-740-51. Produk LSP saat ini sedang diuji kesesuaiannya dengan kedua standar tersebut sehingga dapat memberikan tingkat keamanan yang lebih tinggi.

Modul perlindungan lonjakan kami di arester Kelas I dan Kelas II (B dan C) memastikan kejadian tegangan dibatasi dengan cepat dan arus dilepaskan dengan aman. Hal ini memungkinkan Anda untuk menghindari kerusakan yang mahal atau potensi kegagalan daya total di fasilitas fotovoltaik Anda.

Untuk bangunan dengan atau tanpa sistem proteksi pencahayaan - kami memiliki produk yang tepat untuk setiap aplikasi! Kami dapat mengirimkan modul sesuai kebutuhan Anda - disesuaikan sepenuhnya dan dipra-kabel ke rumah.

Menerapkan perangkat perlindungan lonjakan arus (SPD) dalam sistem fotovoltaik

Energi fotovoltaik merupakan komponen vital dari produksi energi secara keseluruhan dari sumber energi terbarukan. Ada sejumlah karakteristik khusus yang perlu dipertimbangkan saat menggunakan perangkat perlindungan lonjakan arus (SPD) dalam sistem fotovoltaik. Sistem fotovoltaik memiliki sumber tegangan DC, dengan karakteristik tertentu. Oleh karena itu, konsep sistem harus mempertimbangkan karakteristik khusus ini dan mengoordinasikan penggunaan SPD. Misalnya, spesifikasi SPD untuk sistem PV harus dirancang baik untuk tegangan tanpa beban maksimum dari generator surya (V._OC STC = tegangan dari sirkuit yang dibongkar dalam kondisi pengujian standar) serta untuk memastikan ketersediaan dan keamanan sistem maksimum.

Proteksi petir eksternal

Karena luas permukaannya yang besar dan lokasi pemasangan yang umumnya terbuka, sistem fotovoltaik terutama berisiko dari pelepasan atmosfer - seperti petir. Pada titik ini, ada kebutuhan untuk membedakan antara efek sambaran petir langsung dan yang disebut sambaran tidak langsung (induktif dan kapasitif). Di satu sisi, kebutuhan proteksi petir bergantung pada spesifikasi normatif dari standar yang relevan dan di satu sisi, kebutuhan proteksi petir dibelanjakan pada spesifikasi normatif dari standar yang relevan. Di sisi lain, itu tergantung pada aplikasinya sendiri, dengan kata lain, tergantung pada apakah itu bangunan atau instalasi lapangan. Dengan instalasi gedung, terdapat perbedaan antara pemasangan generator PV di atap gedung umum - dengan sistem proteksi petir yang ada - dan pemasangan di atap gudang - tanpa sistem proteksi petir. Instalasi lapangan juga menawarkan target potensial yang besar karena array modul area yang luas; dalam hal ini, solusi proteksi petir eksternal direkomendasikan untuk jenis sistem ini untuk mencegah sambaran petir langsung.

Referensi normatif dapat ditemukan di IEC 62305-3 (VDE 0185-305-3), Suplemen 2 (interpretasi menurut tingkat proteksi petir atau tingkat risiko LPL III) [2] dan Suplemen 5 (proteksi petir dan lonjakan untuk sistem tenaga PV) dan dalam Petunjuk VdS 2010 [3], (jika sistem PV> 10 kW, maka diperlukan proteksi petir). Selain itu, tindakan perlindungan lonjakan diperlukan. Misalnya, preferensi harus diberikan pada sistem terminasi udara terpisah untuk melindungi generator PV. Namun, jika tidak memungkinkan untuk menghindari sambungan langsung ke generator PV, dengan kata lain jarak pemisahan yang aman tidak dapat dipertahankan, maka pengaruh arus petir parsial harus dipertimbangkan. Pada dasarnya, kabel berpelindung harus digunakan untuk saluran utama generator untuk menjaga tegangan lebih yang diinduksi serendah mungkin. Selain itu, jika penampang cukup (min. 16 mm² Cu) pelindung kabel dapat digunakan untuk menghantarkan arus petir parsial. Hal yang sama berlaku untuk pemanfaatan rumah logam tertutup. Pembumian harus dihubungkan di kedua ujung kabel dan rumah logam. Itu memastikan bahwa jalur utama generator berada di bawah LPZ1 (Zona Perlindungan Petir); itu berarti SPD tipe 2 sudah cukup. Jika tidak, SPD tipe 1 akan dibutuhkan.

Penggunaan dan spesifikasi yang benar dari perangkat perlindungan lonjakan arus

Secara umum, dimungkinkan untuk mempertimbangkan penyebaran dan spesifikasi SPD dalam sistem tegangan rendah di sisi AC sebagai prosedur standar; namun, penerapan dan spesifikasi desain yang tepat untuk generator PV DC masih menjadi tantangan. Alasannya adalah pertama-tama generator surya memiliki karakteristik khusus dan, kedua, SPD dipasang di sirkuit DC. SPD konvensional biasanya dikembangkan untuk tegangan bolak-balik dan bukan sistem tegangan langsung. Standar produk yang relevan [4] telah mencakup aplikasi ini selama bertahun-tahun, dan ini pada dasarnya juga dapat diterapkan pada aplikasi tegangan DC. Namun, ketika tegangan sistem PV yang sebelumnya relatif rendah direalisasikan, sekarang ini sudah mencapai kira-kira. 1000 V DC di sirkuit PV yang dibongkar. Tugasnya adalah menguasai tegangan sistem dalam urutan itu dengan perangkat perlindungan lonjakan yang sesuai. Posisi di mana secara teknis tepat dan praktis untuk memposisikan SPD dalam sistem PV tergantung terutama pada jenis sistem, konsep sistem, dan luas permukaan fisik. Gambar 2 dan 3 mengilustrasikan perbedaan prinsip: Pertama, bangunan dengan proteksi petir eksternal dan sistem PV dipasang di atap (instalasi bangunan); kedua, sistem energi surya yang ekspansif (instalasi lapangan), juga dilengkapi dengan sistem proteksi petir eksternal. Pertama-tama - karena panjang kabel yang lebih pendek - perlindungan hanya diterapkan pada masukan DC dari inverter; dalam kasus kedua SPD dipasang di kotak terminal generator surya (untuk melindungi modul surya) serta di input DC dari inverter (untuk melindungi inverter). SPD harus dipasang dekat dengan generator PV dan juga dekat dengan inverter segera setelah panjang kabel yang dibutuhkan antara generator PV dan inverter melebihi 10 meter (Gambar 2). Solusi standar untuk melindungi sisi AC, yang berarti output inverter dan suplai jaringan, kemudian harus dicapai dengan menggunakan SPD tipe 2 yang dipasang pada output inverter dan - dalam kasus instalasi gedung dengan proteksi petir eksternal pada aliran listrik utama point - dilengkapi dengan surge arrester tipe 1 SPD.

Untuk memastikan bahwa SPD dapat menguasai tegangan sistem setinggi itu, sambungan bintang yang terdiri dari tiga varistor telah terbukti andal dan telah ditetapkan sebagai standar semu (Gambar 4). Jika kesalahan isolasi terjadi, dua varistor dalam rangkaian masih tetap ada, yang secara efektif mencegah beban berlebih SPD.

Untuk meringkas: sirkuit pelindung dengan arus bocor nol sama sekali dan aktivasi mekanisme pemutusan hubungan kerja yang tidak disengaja dicegah. Dalam skenario yang dijelaskan di atas, penyebaran api juga secara efektif dicegah. Dan pada saat yang sama, pengaruh apa pun dari perangkat pemantau isolasi juga dihindari. Jadi jika terjadi kerusakan isolasi, selalu ada dua varistor yang masih tersedia dalam rangkaian tersebut. Dengan cara ini, persyaratan bahwa gangguan bumi harus selalu dicegah terpenuhi. Arester tipe 2 SPD LSP SLP40-PV1000 / 3, U_CPV = 1000Vdc memberikan solusi praktis yang teruji dengan baik dan telah diuji kepatuhannya dengan semua standar saat ini (UTE C 61-740-51 dan prEN 50539-11) (Gambar 4). Dengan cara ini, kami menawarkan tingkat keamanan tertinggi yang tersedia untuk digunakan di sirkuit DC.

Aplikasi praktis

Seperti yang telah disebutkan, perbedaan ditarik antara bangunan dan instalasi lapangan dalam solusi praktis. Jika solusi proteksi petir eksternal dipasang, generator PV sebaiknya diintegrasikan ke dalam sistem ini sebagai sistem perangkat arester terisolasi. IEC 62305-3 menetapkan bahwa jarak terminasi udara harus dijaga. Jika tidak dapat dipertahankan maka efek arus petir parsial harus dipertimbangkan. Pada poin ini, standar untuk proteksi terhadap petir IEC 62305-3 Suplemen 2 menyatakan dalam Bagian 17.3: 'untuk mengurangi tegangan lebih yang diinduksi, kabel pelindung harus digunakan untuk saluran utama generator'. Jika penampang cukup (min. 16 mm² Cu) pelindung kabel juga dapat digunakan untuk menghantarkan arus petir parsial. Suplemen (Gambar 5) - Perlindungan terhadap petir untuk sistem fotovoltaik - yang dikeluarkan oleh ABB (Komite untuk Penangkal Petir dan Penelitian Petir Asosiasi (Jerman) untuk Teknologi Listrik, Elektronik dan Informasi) menyatakan bahwa jalur utama untuk generator harus dilindungi . Ini berarti arester arus petir (SPD tipe 1) tidak diperlukan, meskipun arester tegangan surja (SPD tipe 2) diperlukan pada kedua sisi. Seperti yang diilustrasikan pada Gambar 5, saluran generator utama berpelindung menawarkan solusi praktis dan mencapai status LPZ 1 dalam prosesnya. Dengan cara ini, arester surja tipe 2 SPD dipasang sesuai dengan spesifikasi standar.

Solusi siap pakai

Untuk memastikan pemasangan di tempat sesederhana mungkin, LSP menawarkan solusi siap pakai untuk melindungi sisi DC dan AC inverter. Kotak PV plug-and-play mengurangi waktu pemasangan. LSP juga akan melakukan pertemuan khusus pelanggan atas permintaan Anda. Informasi lebih lanjut tersedia di www.lsp-international.com

Catatan:

Standar dan pedoman khusus negara harus diperhatikan

[1] DIN VDE 0100 (VDE 0100) bagian 712: 2006-06, Persyaratan untuk instalasi atau lokasi khusus. Sistem catu daya surya fotovoltaik (PV)

[2] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) 2006-10 Penangkal Petir, Bagian 3: Perlindungan fasilitas dan orang, suplemen 2, interpretasi menurut kelas perlindungan atau tingkat risiko III LPL, Tambahan 5, petir dan proteksi lonjakan untuk sistem tenaga PV

[3] Petunjuk VdS 2010: 2005-07 Perlindungan petir dan lonjakan berorientasi risiko; Panduan pencegahan kerugian, VdS Schadenverhütung Verlag (penerbit)

[4] DIN EN 61643-11 (VDE 675-6-11): 2007-08 Perangkat pelindung lonjakan tegangan rendah - Bagian 11: perangkat pelindung lonjakan arus untuk digunakan pada sistem daya tegangan rendah - persyaratan dan pengujian

[5] IEC 62305-3 Perlindungan terhadap petir - Bagian 3: Kerusakan fisik pada struktur dan bahaya kehidupan

[6] IEC 62305-4 Perlindungan terhadap petir - Bagian 4: Sistem kelistrikan dan elektronik di dalam struktur

[7] prEN 50539-11 Perangkat pelindung lonjakan tegangan rendah - Perangkat pelindung lonjakan arus untuk aplikasi tertentu termasuk dc - Bagian 11: Persyaratan dan pengujian SPD dalam aplikasi fotovoltaik

[8] Standar produk Perancis untuk proteksi lonjakan di area DC UTE C 61-740-51