Eldingar og bylgjuvörn fyrir ljóskerfi á þaki

Sem stendur eru mörg sólkerfi sett upp. Byggt á þeirri staðreynd að sjálfkrafa rafmagn er að jafnaði ódýrara og veitir mikið rafmagnssjálfstæði frá rafkerfinu, verða PV-kerfi ómissandi hluti raflagna í framtíðinni. Þessi kerfi verða þó fyrir allri veðráttu og verða að þola þau í áratugi.

Kaplar PV kerfa koma oft inn í bygginguna og teygja sig yfir langar vegalengdir þar til þeir ná tengipunkti netsins.

Eldingarlosun veldur truflunum á rafkerfi og byggir á þeim. Þessi áhrif aukast miðað við aukna kapalengd eða leiðara lykkjur. Skurðaðgerðir skemma ekki aðeins PV einingarnar, víxlana og vöktunartæki þeirra heldur einnig tæki í byggingunni.

Meira um vert, framleiðslustöðvar iðnaðarbygginga geta einnig auðveldlega skemmst og framleiðsla getur stöðvast.

Ef bylgjum er sprautað í kerfi sem eru fjarri raforkukerfinu, sem einnig er nefnt sjálfstæð PV-kerfi, getur truflað rekstur búnaðar sem knúinn er sólarrafmagni (t.d. lækningatækjum, vatnsveitu).

Nauðsyn eldingarverndarkerfis á þaki

Orkan sem losnar við eldingarlosun er ein algengasta orsök eldsins. Þess vegna eru persónulegar og brunavarnir afar mikilvægar ef um er að ræða bein eldingu í húsið.

Á hönnunarstigi PV kerfis er augljóst hvort eldingarvörnarkerfi er sett upp í byggingu. Í byggingarreglugerð sumra landa er krafist að opinberar byggingar (td samkomustaðir, skólar og sjúkrahús) séu búnar eldingarvörnarkerfi. Ef um er að ræða iðnaðar- eða einkabyggingar fer það eftir staðsetningu þeirra, gerð byggingar og nýtingu hvort setja þarf upp eldingarvörnarkerfi. Í þessu skyni verður að ákvarða hvort búast megi við eldingum eða geti haft alvarlegar afleiðingar. Mannvirki sem þarfnast verndar verða að vera með virkum eldingarvörnarkerfum til frambúðar.

Samkvæmt stöðu vísindalegrar og tæknilegrar þekkingar eykur uppsetning PV eininga ekki hættuna á eldingu. Þess vegna er ekki hægt að leiða beiðni um eldingarvarnir beint frá því að til sé PV kerfi. Hins vegar getur verulegum eldingartruflunum verið sprautað í bygginguna með þessum kerfum.

Þess vegna er nauðsynlegt að ákvarða áhættuna sem stafar af eldingu í samræmi við IEC 62305-2 (EN 62305-2) og taka tillit til niðurstaðna úr þessari áhættugreiningu þegar PV-kerfið er sett upp.

Liður 4.5 (Áhættustýring) í viðbót 5 í þýska DIN EN 62305-3 staðlinum lýsir því að eldingarvörnarkerfi sem er hannað fyrir flokkinn LPS III (LPL III) uppfyllir venjulegar kröfur varðandi PV kerfi. Að auki eru fullnægjandi eldingarverndarráðstafanir skráðar í þýsku VdS 2010 leiðbeiningunum (áhættumiðaðar eldingar og bylgjuvörn) sem gefnar voru út af þýska tryggingafélaginu. Þessar leiðbeiningar krefjast einnig þess að LPL III og þar með eldingarvörnarkerfi samkvæmt flokki LPS III verði sett upp fyrir PV-kerfi á þaki (> 10 kW_p) og að gripið verði til ráðstafana vegna ofgnóttar. Almennt gildir að ljóskerfi á þaki mega ekki trufla núverandi eldingarvarnir.

Nauðsyn bylgjuvarnar fyrir PV kerfi

Ef um eldingar er að ræða losna rafleiðslur við bylgjur. Bylgjuvörn (SPD) sem þarf að setja upp fyrir tækin sem eiga að vera varin á AC, DC og gagnamegin hafa reynst mjög árangursrík við verndun rafkerfa frá þessum eyðileggjandi spennutoppum. Í kafla 9.1 í CENELEC CLC / TS 50539-12 staðlinum (val og meginreglur um notkun - SPD tengd sólarstöðvum) er kallað eftir uppsetningu á bylgjarvörn nema áhættugreining sýni fram á að SPD sé ekki krafist. Samkvæmt IEC 60364-4-44 (HD 60364-4-44) staðlinum verður einnig að setja bylgjuhlífar fyrir byggingar án ytra eldingarvarnarkerfis eins og atvinnuhúsnæðis, td landbúnaðaraðstöðu. Viðbót 5 í þýska DIN EN 62305-3 staðlinum veitir nákvæma lýsingu á tegundum SPD og uppsetningarstað þeirra.

Kapalleiðsla PV kerfa

Kaplar verða að vera þannig að forðast megi stórar leiðarlykkjur. Þess verður að fylgjast með þegar rásirnar eru sameinaðar til að mynda streng og þegar nokkrar strengir eru tengdar saman. Ennfremur má ekki leiða gögn eða skynjaralínur yfir nokkra strengi og mynda stórar leiðarlykkjur með strengjalínunum. Þess verður einnig að fylgjast með þegar inverterinn er tengdur við nettenginguna. Af þessum sökum verður að leiða afl (dc og ac) og gagnalínur (td geislaskynjari, vöktun á afköstum) ásamt jafnvægisleiðslunum eftir allri leið sinni.

Jarðtenging PV kerfa

PV einingar eru venjulega festar á málmfestingarkerfi. Lifandi PV hlutarnir á DC hliðinni eru með tvöfalda eða styrkta einangrun (sambærileg við fyrri hlífðar einangrun) eins og krafist er í IEC 60364-4-41 staðlinum. Samsetning fjölmargra tækni á einingunni og inverter hliðinni (td með eða án galvanískrar einangrunar) leiðir til mismunandi jarðkrafna. Þar að auki er einangrunarvöktunarkerfið, sem er samþætt í breytunum, aðeins virk til frambúðar ef festingarkerfið er tengt við jörðina. Upplýsingar um hagnýta útfærslu eru í viðbót 5 við þýska DIN EN 62305-3 staðalinn. Málmbyggingin er jarðtengd ef PV kerfið er staðsett í vernduðu rúmmáli loftlokakerfanna og aðskilnaðarfjarlægðinni er haldið. Í 7. lið viðbótar 5 er krafist koparleiðara með að minnsta kosti 6 mm þversnið² eða sambærilegt fyrir hagnýta jarðtengingu (mynd 1). Festingarteinarnir verða einnig að vera samtengdir varanlega með leiðara þessa þversniðs. Ef festingarkerfið er beintengt ytra eldingarvörnarkerfinu vegna þess að ekki er hægt að viðhalda aðskilnaðarfjarlægðinni, verða þessir leiðarar hluti af eldingartíðni tengibúnaðarins. Þess vegna verða þessir þættir að geta borið eldingarstrauma. Lágmarkskrafa fyrir eldingarvörnarkerfi sem er hannað fyrir flokk LPS III er koparleiðari með þvermál 16 mm² eða sambærilegt. Einnig, í þessu tilfelli, verða festingar teinar að vera samtengdir varanlega með leiðara þessa þversniðs (mynd 2). Hagnýtur jarðtengingar / eldingar, jafnvægisleiðari, ætti að vera fluttur samhliða og eins nálægt raf- og straumleiðslum / línum.

Hægt er að festa jarðskjálfta UNI (mynd 3) á öllum algengum festikerfum. Þeir tengja til dæmis koparleiðara með þversnið 6 eða 16 mm² og berar jarðvír með þvermál frá 8 til 10 mm að festingarkerfinu á þann hátt að þeir geti borið eldingarstrauma. Samþætta ryðfríu stáli (V4A) snertiflöturinn tryggir tæringarvörn fyrir álfestingarkerfin.

Aðskilnaðarfjarlægð s samkvæmt IEC 62305-3 (EN 62305-3) Halda þarf ákveðinni aðskilnaðarfjarlægð s milli eldingarvörnarkerfis og PV kerfis. Það skilgreinir þá fjarlægð sem þarf til að forðast stjórnlaust flass til aðliggjandi málmhluta sem stafa af eldingu í ytra eldingarvörnarkerfið. Í versta falli getur svo stjórnlaust flass kveikt í byggingu. Í þessu tilfelli skiptir skemmdir á PV kerfinu engu máli.

Kjarnaskuggi á sólarsellum

Fjarlægðin milli sólarrafstöðvarinnar og ytra eldingarvarnarkerfisins er algjör nauðsyn til að koma í veg fyrir óhóflega skyggingu. Dreifir skuggar sem varpað er til dæmis af loftlínum hafa ekki veruleg áhrif á ljósakerfi og ávöxtun. Hins vegar, þegar um kjarnaskugga er að ræða, er dökkum skýrum skuggum varpað á yfirborðið fyrir aftan hlut og það breytir straumnum sem flæðir um PV einingarnar. Af þessum sökum mega sólarsellur og tilheyrandi hliðarbrautir ekki hafa áhrif á kjarna skugga. Þessu er hægt að ná með því að halda nægilegri fjarlægð. Til dæmis, ef loftlokunarstöng með 10 mm þvermál skyggir á einingu, minnkar kjarnaskugginn stöðugt þegar fjarlægðin frá einingunni eykst. Eftir 1.08 m er aðeins dreifður skuggi kastaður á eininguna (mynd 4). Viðauki A við viðbót 5 í þýska DIN EN 62305-3 staðlinum veitir nánari upplýsingar um útreikninga á kjarna skugga.

Sérstök bylgjuhlífartæki fyrir rafhlöðuhliðina á sólkerfum

U / I einkenni sólarstraumsgjafa eru mjög frábrugðin þeim sem eru í hefðbundnum rafstraumum: Þeir hafa ólínulegan eiginleika (mynd 5) og valda langvarandi þrautseigju boga. Þetta einstaka eðli PV-straumgjafa þarf ekki aðeins stærri PV-rofa og PV-öryggi, heldur einnig aftengibúnað fyrir bylgjuhlífartækið sem er aðlagað að þessu einstaka eðli og getur tekist á við PV-strauma. Viðbót 5 í þýska DIN EN 62305-3 staðlinum (undirkafli 5.6.1, tafla 1) lýsir vali á fullnægjandi SPD.

Til að auðvelda val á tegund 1 SPD, sýna töflur 1 og 2 nauðsynlega eldingargetu núverandi burðargetu I_Imp eftir flokki LPS, fjölda niðurleiðara ytri eldingarvarnarkerfanna sem og SPD gerð (spennutakmarkandi aflgjafa sem byggir á varistor eða spennu-rofi sem byggir á neista-bili). Nota verður SPD sem eru í samræmi við gildandi EN 50539-11 staðal. Undirkafli 9.2.2.7 í CENELEC CLC / TS 50539-12 vísar einnig til þessa staðals.

Gerðar 1 aflgjafa til notkunar í ljósakerfi:

Margfeldi gerð 1 + tegund 2 sameinaður DC aflúsari FLP7-PV. Þetta dc rofi tæki samanstendur af sameinuðu aftengingar- og skammhlaupsbúnaði með Thermo Dynamic Control og öryggi í framhjáleiðinni. Þessi hringrás aftengir aflgjafa örugglega frá rafalsspennunni ef um er að ræða ofhleðslu og slokknar á öruggan hátt DC-bogana. Þannig gerir það kleift að verja PV rafala allt að 1000 A án viðbótar öryggis varabúnaðar. Þessi handtaka sameinar eldingarstraum og aflgjafa í einu tæki og tryggir þannig skilvirka vernd endabúnaðar. Með losunargetu sinni I_Samtals 12.5 kA (10/350 μs) er hægt að nota það sveigjanlega fyrir hæstu flokka LPS. FLP7-PV er fáanlegt fyrir spennu U_CPV 600 V, 1000 V og 1500 V og hefur breiddina aðeins 3 einingar. Þess vegna er FLP7-PV tilvalinn tegund 1 samanlagður til að nota í ljósgjafaaflskerfi.

Spennuskiptandi neistabrunnur af gerð 1 SPD, til dæmis, FLP12,5-PV, er önnur öflug tækni sem gerir kleift að losa eldingarstrauma að hluta ef um er að ræða PV-kerfi. Þökk sé neistabils tækni og DC útrýmingarrás sem gerir kleift að vernda rafræn kerfi í neðri straumi, þessi aflgjafaröð hefur mjög mikla eldingarstraumsgetu I_Samtals af 50 kA (10/350 μs) sem er einstakt á markaðnum.

Type 2 DC aflokari til notkunar í PV kerfi: SLP40-PV

Áreiðanleg notkun SPD í DC PV rafrásum er einnig ómissandi þegar þú notar tegund 2 bylgjuhlífar. Í þessu skyni eru SLP40-PV röð bylgjulokarar einnig með bilanþolinn Y ​​hlífðarrás og eru einnig tengdir við PV rafala allt að 1000 A án viðbótar öryggis varabúnaðar.

Hinar fjölmörgu tækni sem sameinuð eru í þessum stöðvum koma í veg fyrir skemmdir á bylgjuhlífartækinu vegna einangrunargalla í PV-hringrásinni, hætta á eldi ofhleðslustöðvunar og setur stöðvunaraðilann í öruggt rafmagn án þess að trufla rekstur PV-kerfisins. Þökk sé hlífðarrásinni er hægt að nota spennutakmarkandi eiginleika varistors að fullu, jafnvel í rafrásum PV-kerfa. Að auki lágmarkar stöðugt virka bylgjuvörnin marga litla spennutinda.

Val á SPD í samræmi við spennuverndarstig U_p

Rekstrarspenna á DC hlið PV kerfa er mismunandi frá kerfi til kerfis. Sem stendur eru gildi allt að 1500 V DC möguleg. Þar af leiðandi er stærðarþéttni endabúnaðar einnig mismunandi. Til að tryggja að PV kerfið sé áreiðanlegt verndað er spennuverndarstig U_p við SPD verður að vera lægri en styrkleiki PV kerfisins sem hann á að vernda. CENELEC CLC / TS 50539-12 staðall krefst þess að Up sé að minnsta kosti 20% lægra en styrkleiki PV-kerfisins. SPD af gerð 1 eða tegund 2 verða að vera orkusamstillt með inntaki endabúnaðar. Ef SPD eru þegar samþætt í endabúnað er framleiðandi tryggður á samhæfingu milli tegundar 2 SPD og inntakshringrás búnaðarins.

Umsókn dæmi:

Bygging án utanaðkomandi eldingarvarnarkerfis (ástand A)

Mynd 12 sýnir hugmyndina um bylgjuvörn fyrir sólkerfi sem er sett upp í byggingu án utanaðkomandi eldingarvarnarkerfis. Hættulegar bylgjur koma inn í PV kerfið vegna inductive coupling sem stafar af nálægum eldingum eða ferðast frá rafveitukerfinu um þjónustuinngang að uppsetningu neytandans. Setja verður upp 2 SPD-skjöl á eftirfarandi stöðum:

- DC hlið eininga og inverters

- straumspennu framleiðsla inverterans

- Aðal dreifiborð lágspennu

- Hlerunarbúnaðarsamskiptaviðmót

Sérhver DC-inntak (MPP) inverterarins verður að vernda með bylgjuhlífartæki af gerð 2, til dæmis SLP40-PV röð, sem verndar DC á hliðina á PV kerfum áreiðanlegan hátt. CENELEC CLC / TS 50539-12 staðall krefst þess að viðbótartegund 2 DC aflokari sé settur upp á hlið mátanna ef fjarlægðin milli inntaks inverterans og PV rafallsins er meiri en 10 m.

Útsnúningur straumbreytanna er nægilega verndaður ef fjarlægðin milli PV-breytanna og uppsetningarstaðs af gerðinni 2 við ristengipunktinn (innstreymi lágspennu) er minni en 10 m. Ef stærri snúrulengdir eru til staðar, verður að setja viðbótarbúnaðartæki af gerð 2, til dæmis SLP40-275 röð, upp fyrir straumspennuinntakið á inverterinu samkvæmt CENELEC CLC / TS 50539-12.

Ennfremur verður að setja upp bylgjuvörn af tegund 2 SLP40-275 röð upp fyrir mælinn á lágspennuinnstreyminu. CI (hringrásartruflun) stendur fyrir samræmda öryggi sem er samþætt í hlífðarstíg handfangsins, sem gerir kleift að nota stöðvann í rafrásinni án viðbótar öryggis varabúnaðar. SLP40-275 röð er fáanleg fyrir allar lágspennu kerfisstillingar (TN-C, TN-S, TT).

Ef breytir eru tengdir við gagna- og skynjaralínur til að fylgjast með ávöxtuninni, er krafist viðeigandi bylgjuvarnarbúnaðar. FLD2 röð, sem er með skautanna fyrir tvö pör, til dæmis fyrir komandi og útfarandi gagnalínur, er hægt að nota fyrir gagnakerfi sem byggja á RS 485.

Bygging með utanaðkomandi eldingarvörnarkerfi og nægileg aðskilnaðarfjarlægð s (aðstæður B)

Mynd 13 sýnir hugmyndina um bylgjuvörn fyrir PV kerfi með ytri eldingarvörnarkerfi og nægilegan aðskilnað fjarlægð s milli PV kerfisins og ytra eldingarvörnarkerfisins.

Meginverndarmarkmiðið er að forðast manntjón og eignir (eldur í byggingum) vegna eldingar. Í þessu samhengi er mikilvægt að PV kerfið trufli ekki ytra eldingarvörnarkerfið. Þar að auki verður PV kerfið sjálft að vernda gegn beinum eldingum. Þetta þýðir að setja þarf upp PV kerfið í vernduðu magni ytra eldingarvarnarkerfisins. Þetta vernda rúmmál er myndað af loftlokunarkerfum (td loftlokastöngum) sem koma í veg fyrir bein eldingu í PV einingar og snúrur. Verndarhornaðferðin (Mynd 14) eða kúlulaga aðferð (Mynd 15) eins og lýst er í undirkafla 5.2.2 í IEC 62305-3 (EN 62305-3) staðlinum má nota til að ákvarða þetta vernda rúmmál. Halda verður ákveðinni aðskilnaðar fjarlægð s milli allra leiðandi hluta PV kerfisins og eldingarvörnarkerfisins. Í þessu samhengi verður að koma í veg fyrir kjarna skugga með því til dæmis að halda nægilegri fjarlægð milli loftlokastanganna og PV einingarinnar.

Jafnvægi tenging eldinga er ómissandi hluti af eldingarvörnarkerfi. Það verður að útfæra fyrir öll leiðandi kerfi og línur sem koma inn í bygginguna sem geta borið eldingarstraumum. Þessu er náð með því að tengja öll málmkerfi beint og tengja óbeint öll orkugjafa kerfi um 1 leifturstraumsstöðvar við jarðtengingu. Jafnvægi tenging eldinga ætti að innleiða eins nálægt inngangsstað og hægt er í húsinu til að koma í veg fyrir að eldingarstraumar komist inn í bygginguna. Tengipunktur ristarinnar verður að vernda með fjölpóla neista-bili byggðri gerð 1 SPD, til dæmis tegund 1 FLP25GR sameina. Þessi handtaka sameinar leifturstrappa og bylgju í einu tæki. Ef snúrulengdin milli spennufangarans og inverterans er minni en 10 m er næg vörn veitt. Ef lengd kaðals er lengri, verður að setja viðbótarbúnaðartæki af gerð 2 upp fyrir straumspennu inntak breytanna samkvæmt CENELEC CLC / TS 50539-12.

Sérhver DC inntak inverterarins verður að vernda með gerð 2 PV afli, til dæmis SLP40-PV röð (mynd 16). Þetta á einnig við um spennulaus tæki. Ef skiptirinn er tengdur við gagnalínur, til dæmis til að fylgjast með ávöxtuninni, verður að setja bylgjuhlífar til að vernda gagnaflutninginn. Í þessu skyni er hægt að útvega FLPD2 röð fyrir línur með hliðrænu merki og gagnabussakerfi eins og RS485. Það skynjar vinnuspennu gagnlegs merkis og stillir spennuverndarstigið að þessari rekstrarspennu.

Háspennuþolinn, einangraður HVI leiðari

Annar möguleiki til að viðhalda aðskilnaðarvegalengdunum er að nota háspennuþolna, einangraða HVI leiðara sem gera kleift að viðhalda aðskilnaðarfjarlægð s allt að 0.9 m í lofti. HVI leiðarar geta haft beint samband við PV kerfið niður fyrir lok þéttisviðsins. Ítarlegri upplýsingar um beitingu og uppsetningu HVI leiðara er að finna í þessari eldingarvarnarhandbók eða í viðeigandi leiðbeiningum um uppsetningu.

Bygging með utanaðkomandi eldingarvörnarkerfi með ófullnægjandi aðskilnaðarfjarlægð (ástand C)

Ef þakið er úr málmi eða er myndað af PV kerfinu sjálfu er ekki hægt að viðhalda aðskilnaðar fjarlægðinni s. Málmhlutar PV-festikerfisins verða að vera tengdir ytra eldingarvörnarkerfinu á þann hátt að þeir geti borið eldingarstrauma (koparleiðari með þversnið að minnsta kosti 16 mm² eða sambærilegt). Þetta þýðir að einnig þarf að útbúa eldingartíðni tengingu fyrir PV línur sem fara inn í bygginguna að utan (mynd 17). Samkvæmt viðbót 5 í þýska DIN EN 62305-3 staðlinum og CENELEC CLC / TS 50539-12 staðlinum verða DC línur að vera verndaðar af gerð 1 SPD fyrir PV kerfi.

Í þessu skyni er notaður tegund 1 og tegund 2 FLP7-PV samsettur afli. Jafnvægi tenging eldinga verður einnig að innleiða í innstreymi lágspennu. Ef PV-breytirinn / rafspennurnar eru staðsettar í meira en 10 m fjarlægð frá gerð 1 SPD sem er sett upp við ristengipunktinn, verður að setja viðbótartegund 1 SPD á AC hliðina á breytiranum (td gerð 1) + tegund 2 FLP25GR samsettur arrester). Einnig verður að setja upp viðeigandi bylgjuvörn til að vernda viðkomandi gagnalínur til að fylgjast með ávöxtun. FLD2 röð bylgjuvarnarbúnaður er notaður til að vernda gagnakerfi, til dæmis byggt á RS 485.

PV kerfi með örverum

Örvera þarf annað bylgja varnar hugtak. Í þessu skyni er dc línan í einingu eða par af einingum beintengd við lítinn inverter. Í þessu ferli verður að forðast óþarfa leiðara lykkjur. Inductive tenging í svo litla DC mannvirki hefur venjulega aðeins litla orku eyðileggingarmöguleika. Umfangsmikil kaðall PV-kerfis með örverum er staðsett á AC hliðinni (mynd 18). Ef örbreytirinn er settur beint í eininguna má aðeins setja bylgjuhlífar á hliðina á straumspennu:

- Byggingar án utanaðkomandi eldingarvarnarkerfis = SLP2-40 gerð 275 fyrir spennu / þriggja fasa straum í nálægð við örverurnar og SLP40-275 við lágspennuinnstreymið.

- Byggingar með utanaðkomandi eldingarvörnarkerfi og nægilegan aðskilnaðarfjarlægð s = aflgjafa af gerð 2, til dæmis SLP40-275, í nálægð við örverurnar og eldingarstraumsflutninga af gerð 1 við lágspennuinntöku, til dæmis FLP25GR.

- Byggingar með utanaðkomandi eldingarvörnarkerfi og ófullnægjandi aðskilnaðarfjarlægð s = aflgjafa af gerð 1, til dæmis SLP40-275, í nálægð við örverurnar og eldingarstraumsflutningstæki af gerð 1 FLP25GR við lágspennuinnstreymið.

Örhverjar eru óháðir tilteknum framleiðendum og hafa gagnaeftirlitskerfi. Ef gögnum er breytt til rafmagnsleiðslnanna um örverurnar, verður að veita bylgjuvörn á aðskildum móttökueiningum (gagnaútflutningur / gagnavinnsla). Sama gildir um tengitengi við rútubúnaðarkerfi og spennuveitu þeirra (td Ethernet, ISDN).

Sólorkukerfi eru ómissandi hluti af rafkerfum nútímans. Þeir ættu að vera búnir fullnægjandi eldingarstraumi og bylgjulokum og tryggja þannig langtímalausa notkun þessara rafmagnsgjafa.