태양 광 시스템 용 서지 보호

재생 가능 에너지를 활용하기위한 태양 광 (PV) 시설은 노출 된 위치와 넓은 표면적 때문에 번개 방전의 위험이 높습니다.

개별 세그먼트의 손상 또는 전체 설치 실패가 결과가 될 수 있습니다.

번개 전류와 서지 전압은 종종 인버터와 태양 광 모듈에 손상을줍니다. 이러한 손상은 태양 광 시설 운영자에게 더 많은 비용을 의미합니다. 수리 비용이 높을뿐만 아니라 시설의 생산성도 크게 저하됩니다. 따라서 태양 광 시설은 항상 기존 낙뢰 보호 및 접지 전략에 통합되어야합니다.

이러한 중단을 방지하려면 사용중인 낙뢰 및 서지 보호 전략이 서로 상호 작용해야합니다. 시설이 원활하게 작동하고 예상 수율을 제공 할 수 있도록 필요한 지원을 제공합니다! 그렇기 때문에 LSP의 광전지 설치 및 과전압 보호 장치를 보호해야합니다.

• 건물 및 PV 설치를 보호하려면
• 시스템 가용성을 높이려면
• 투자를 보호하기 위해

표준 및 요구 사항

과전압 보호에 대한 현재 표준 및 지침은 모든 태양 광 시스템의 설계 및 설치시 항상 고려되어야합니다.

유럽 ​​초안 표준 DIN VDE 0100 part 712 / E DIN IEC 64 / 1123 / CD (저전압 시스템 설치, 특수 장비 및 시설에 대한 요구 사항, 태양 광 발전 시스템) 및 PV 시설에 대한 국제 설치 사양 – IEC 60364-7- 712 – 둘 다 PV 시설에 대한 서지 보호의 선택 및 설치를 설명합니다. 또한 PV 발전기 사이에 서지 보호 장치를 권장합니다. PV 설치가있는 건물의 서지 보호에 관한 2010 년 간행물에서 독일 재산 보험사 협회 (VdS)는 낙뢰 보호 등급 III에 따라> 10kW 낙뢰 및 과전압 보호를 요구합니다.

귀하의 설치가 미래에 안전한지 확인하기 위해 당사의 구성 요소가 모든 요구 사항을 완벽하게 준수한다는 것은 말할 필요도 없습니다.

또한 서지 전압 보호 부품에 대한 유럽 표준이 준비 중입니다. 이 표준은 PV 시스템의 DC 측에 서지 전압 보호를 설계해야하는 범위를 지정합니다. 이 표준은 현재 prEN 50539-11입니다.

현재 프랑스에서는 UTE C 61-740-51과 같은 유사한 표준이 이미 시행 중입니다. LSP의 제품은 더 높은 수준의 안전성을 제공 할 수 있도록 현재 두 표준을 모두 준수하는지 테스트 중입니다.

Class I 및 Class II (B 및 C 어 레스터)의 서지 보호 모듈은 전압 발생을 신속하게 제한하고 전류가 안전하게 방전되도록합니다. 이를 통해 값 비싼 손상이나 태양 광 시설의 완전한 정전 가능성을 피할 수 있습니다.

조명 보호 시스템이 있거나없는 건물을 위해 – 우리는 모든 응용 분야에 적합한 제품을 보유하고 있습니다! 필요에 따라 모듈을 제공 할 수 있습니다. 완전히 맞춤화되고 하우징에 사전 배선되어 있습니다.

태양 광 시스템에 서지 보호 장치 (SPD) 배포

태양 광 에너지는 재생 가능 에너지 원에서 발생하는 전체 에너지 생산의 핵심 요소입니다. 태양 광 시스템에 서지 보호 장치 (SPD)를 배치 할 때 고려해야 할 몇 가지 특수한 특성이 있습니다. 태양 광 시스템에는 특정 특성을 가진 DC 전압 소스가 있습니다. 따라서 시스템 개념은 이러한 특정 특성을 고려하고 그에 따라 SPD 사용을 조정해야합니다. 예를 들어, PV 시스템의 SPD 사양은 태양 광 발전기의 최대 무부하 전압 (V_OC STC = 표준 테스트 조건에서 무부하 회로의 전압) 및 최대 시스템 가용성 및 안전성 보장과 관련하여.

외부 번개 보호

넓은 표면적과 일반적으로 노출 된 설치 위치로 인해 태양 광 시스템은 특히 번개와 같은 대기 방전의 위험이 있습니다. 이 시점에서 직접 낙뢰와 소위 간접 (유도 및 용량) 타격의 효과를 구별 할 필요가 있습니다. 한편으로 낙뢰 보호의 필요성은 관련 표준의 규범 적 사양에 따라 달라지며, 한편으로 낙뢰 보호의 필요성은 관련 표준의 규범 적 사양에 소비됩니다. 반면에 애플리케이션 자체, 즉 건물인지 현장 설치인지에 따라 다릅니다. 건물 설치의 경우 기존 낙뢰 보호 시스템이있는 공공 건물의 지붕에 PV 발전기를 설치하는 것과 낙뢰 보호 시스템이없는 헛간 지붕에 설치하는 것 사이에 차이가 발생합니다. 현장 설치는 또한 대 면적 모듈 어레이로 인해 큰 잠재적 인 목표를 제공합니다. 이 경우 직접 조명을 방지하기 위해 이러한 유형의 시스템에 외부 번개 보호 솔루션을 권장합니다.

표준 참조는 IEC 62305-3 (VDE 0185-305-3), 보충 2 (낙뢰 ​​보호 수준 또는 위험 수준 LPL III에 따른 해석) [2] 및 보충 5 (PV 전력 시스템의 낙뢰 및 서지 보호)에서 찾을 수 있습니다. VdS Directive 2010 [3] (PV 시스템> 10kW 인 경우 낙뢰 보호가 필요함)에서. 또한 서지 보호 조치가 필요합니다. 예를 들어 PV 발전기를 보호하기 위해 별도의 수뢰 시스템을 선호해야합니다. 그러나 PV 발전기에 직접 연결하는 것을 피할 수없는 경우, 즉 안전한 이격 거리를 유지할 수없는 경우 부분 낙뢰 전류의 영향을 고려해야합니다. 기본적으로, 유도 된 과전압을 가능한 한 낮게 유지하기 위해 발전기의 메인 라인에 차폐 케이블을 사용해야합니다. 또한 단면적이 충분한 경우 (최소 16mm² Cu) 케이블 차폐를 사용하여 부분적인 낙뢰 전류를 전달할 수 있습니다. 닫힌 금속 하우징의 활용도 마찬가지입니다. 케이블과 금속 하우징의 양쪽 끝에 접지를 연결해야합니다. 그러면 발전기의 메인 라인이 LPZ1 (Lightning Protection Zone)에 속합니다. 이는 SPD 유형 2가 충분하다는 것을 의미합니다. 그렇지 않으면 SPD 유형 1이 필요합니다.

서지 보호 장치의 활용 및 올바른 사양

일반적으로 AC 측의 저전압 시스템에서 SPD의 배치 및 사양을 표준 절차로 고려할 수 있습니다. 그러나 PV DC 발전기의 배치 및 올바른 설계 사양은 여전히 ​​문제로 남아 있습니다. 그 이유는 먼저 태양열 발전기가 고유 한 특성을 가지고 있고, 두 번째로 SPD가 DC 회로에 배치되기 때문입니다. 기존 SPD는 일반적으로 직류 전압 시스템이 아닌 교류 전압 용으로 개발되었습니다. 관련 제품 표준 [4]은 이러한 애플리케이션을 수년간 다루었으며 기본적으로 DC 전압 애플리케이션에도 적용될 수 있습니다. 그러나 이전에는 상대적으로 낮은 PV 시스템 전압이 실현되었지만 오늘날에는 이미 대략적인 수준을 달성하고 있습니다. 무부하 PV 회로에서 1000V DC. 작업은 적절한 서지 보호 장치를 사용하여 순서대로 시스템 전압을 마스터하는 것입니다. PV 시스템에서 SPD를 배치하는 것이 기술적으로 적절하고 실용적인 위치는 주로 시스템 유형, 시스템 개념 및 물리적 표면적에 따라 다릅니다. 그림 2와 3은 주요 차이점을 보여줍니다. 첫째, 외부 낙뢰 보호 기능이있는 건물과 지붕에 설치된 PV 시스템 (건물 설치); 둘째, 확장형 태양 에너지 시스템 (현장 설치)이며 외부 낙뢰 보호 시스템도 장착되어 있습니다. 첫 번째 경우-케이블 길이가 짧기 때문에 보호는 인버터의 DC 입력에서만 구현됩니다. 두 번째 경우 SPD는 태양 광 발전기의 단자함 (태양 광 모듈 보호)과 인버터의 DC 입력 (인버터 보호)에 설치됩니다. SPD는 PV 발전기와 인버터 사이에 필요한 케이블 길이가 10 미터 이상으로 확장되는 즉시 PV 발전기와 인버터 가까이에 설치해야합니다 (그림 2). 인버터 출력 및 네트워크 공급을 의미하는 AC 측을 보호하기위한 표준 솔루션은 인버터 출력에 설치된 유형 2 SPD를 사용하여 달성해야하며 – 전원 공급 장치에 외부 낙뢰 보호 기능이있는 건물 설치의 경우 포인트 – SPD 유형 1 서지 피뢰기가 장착되어 있습니다.

SPD가 이러한 높은 시스템 전압을 마스터 할 수 있도록하기 위해 4 개의 배리스터로 구성된 스타 연결이 신뢰할 수있는 것으로 입증되었으며 준 표준으로 설정되었습니다 (그림 XNUMX). 절연 오류가 발생하면 시리즈의 두 배리스터가 여전히 남아있어 SPD가 과부하되는 것을 효과적으로 방지합니다.

요약하자면, 누설 전류가 전혀없는 보호 회로가 설치되어 있으며 분리 메커니즘의 우발적 인 활성화를 방지합니다. 위에서 설명한 시나리오에서는 화재 확산도 효과적으로 방지됩니다. 동시에 절연 모니터링 장치의 영향도 방지됩니다. 따라서 절연 오작동이 발생하면 항상 시리즈에서 사용할 수있는 2 개의 배리스터가 있습니다. 이러한 방식으로 항상 접지 오류를 방지해야한다는 요구 사항이 충족됩니다. LSP의 SPD 유형 40 어 레스터 SLP1000-PV3 / XNUMX, U_CPV = 1000Vdc는 잘 테스트되고 실용적인 솔루션을 제공하며 모든 현재 표준 (UTE C 61-740-51 및 prEN 50539-11)을 준수하는지 테스트되었습니다 (그림 4). 이러한 방식으로 DC 회로에서 사용할 수있는 최고 수준의 안전을 제공합니다.

실제 응용 프로그램

이미 언급했듯이 실용적인 솔루션에서 건물과 현장 설치 사이에 차이가 있습니다. 외부 낙뢰 보호 솔루션이 장착 된 경우 PV 발전기를 격리 된 피뢰기 장치 시스템으로이 시스템에 통합하는 것이 바람직합니다. IEC 62305-3은 공기 종단 거리를 유지해야한다고 지정합니다. 유지할 수없는 경우 부분 번개 전류의 영향을 고려해야합니다. 이 점에서 낙뢰 방지를위한 표준 IEC 62305-3 부록 2는 섹션 17.3에서 '유도 된 과전압을 줄이기 위해 차폐 케이블을 발전기의 메인 라인에 사용해야합니다'라고 명시하고 있습니다. 단면적이 충분한 경우 (최소 16mm² Cu) 케이블 차폐를 사용하여 부분 번개 전류를 전도 할 수도 있습니다. 보충 자료 (그림 5) – ABB (전기, 전자 및 정보 기술을위한 독일)의 번개 보호 및 번개 연구위원회 (Committee for Lightning Protection and Lightning Research)에서 발행 한 태양 광 시스템의 낙뢰에 대한 보호는 발전기의 메인 라인을 차폐해야한다고 명시합니다. . 이는 서지 전압 피뢰기 (SPD 유형 1)가 양쪽에 필요하지만 낙뢰 전류 피뢰기 (SPD 유형 2)가 필요하지 않음을 의미합니다. 그림 5에서 볼 수 있듯이 차폐 된 주 발전기 라인은 실용적인 솔루션을 제공하고 프로세스에서 LPZ 1 상태를 달성합니다. 이러한 방식으로 SPD 유형 2 서지 피뢰기는 표준 사양에 따라 배치됩니다.

즉시 사용 가능한 솔루션

현장 설치를 최대한 간단하게하기 위해 LSP는 인버터의 DC 및 AC 측을 보호하는 즉시 장착 가능한 솔루션을 제공합니다. 플러그 앤 플레이 PV 박스는 설치 시간을 줄여줍니다. LSP는 또한 귀하의 요청에 따라 고객 별 조립을 수행합니다. 자세한 정보는 www.lsp-international.com에서 확인할 수 있습니다.

참고 :

국가 별 표준 및 지침을 준수해야합니다.

[1] DIN VDE 0100 (VDE 0100) 파트 712 : 2006-06, 특수 설치 또는 위치에 대한 요구 사항. 태양 광 발전 (PV) 전원 공급 시스템

[2] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) 2006-10 번개 보호, 파트 3 : 시설 및 사람 보호, 보충 2, 보호 등급 또는 위험 수준 III LPL에 따른 해석, 보충 5, 번개 PV 전력 시스템을위한 서지 보호

[3] VdS 지침 2010 : 2005-07 위험 지향 낙뢰 및 서지 보호; 손실 방지 지침, VdS Schadenverhütung Verlag (게시자)

[4] DIN EN 61643-11 (VDE 675-6-11) : 2007-08 저전압 서지 보호 장치 – 파트 11 : 저전압 전원 시스템에 사용하기위한 서지 보호 장치 – 요구 사항 및 테스트

[5] IEC 62305-3 번개에 대한 보호 – 파트 3 : 구조물에 대한 물리적 손상 및 생명 위험

[6] IEC 62305-4 번개에 대한 보호 – 파트 4 : 구조물 내의 전기 및 전자 시스템

[7] prEN 50539-11 저전압 서지 보호 장치 – dc를 포함한 특정 응용 분야 용 서지 보호 장치 – Part 11 : 태양 광 응용 분야에서 SPD에 대한 요구 사항 및 테스트

[8] DC 영역 UTE C 61-740-51의 서지 보호를위한 프랑스 제품 표준