Fotovoltinių sistemų apsauga nuo viršįtampių

Fotoelektros (PV) įrenginiams, naudojantiems atsinaujinančią energiją, kyla didelis pavojus dėl žaibo išleidimo, nes jų vieta ir didelis paviršiaus plotas.

To pasekmė gali būti atskirų segmentų sugadinimas arba viso įrenginio gedimas.

Žaibo srovės ir įtampos įtampa dažnai kenkia keitikliams ir fotoelektriniams moduliams. Šie nuostoliai reiškia daugiau fotoelektros įrenginio operatoriaus išlaidų. Ne tik yra didesnės remonto išlaidos, bet ir žymiai sumažėja objekto produktyvumas. Todėl fotoelektros įrenginiai visada turėtų būti integruoti į esamą apsaugos nuo žaibo ir įžeminimo strategiją.

Norint išvengti šių sutrikimų, naudojamos žaibo ir viršįtampių apsaugos strategijos turi sąveikauti. Mes teikiame jums reikalingą paramą, kad jūsų įmonė veiktų sklandžiai ir užtikrintų numatomą derlių! Štai kodėl turėtumėte apsaugoti savo fotoelektros apšvietimo ir viršįtampio apsaugą nuo LSP:

• Norėdami apsaugoti savo pastatą ir saulės instaliaciją
• Padidinti sistemos prieinamumą
• Norėdami apsaugoti savo investicijas

Standartai ir reikalavimai

Projektuojant ir montuojant bet kurią fotovoltinę sistemą, visada reikia atsižvelgti į galiojančius apsaugos nuo viršįtampio standartus ir direktyvas.

Europos standarto projektas DIN VDE 0100, dalis 712 / E, DIN IEC 64/1123 / CD (Žemosios įtampos sistemų montavimas, reikalavimai specialiai įrangai ir įrenginiams; fotoelektrinės energijos sistemos) ir tarptautinės fotoaparatų įrengimo specifikacijos - IEC 60364-7- 712 - aprašoma saulės įrenginių apsaugos nuo viršįtampių parinkimas ir įrengimas. Jie taip pat rekomenduoja apsaugos nuo viršįtampių įtaisus tarp PV generatorių. 2010 m. Leidinyje dėl apsaugos nuo viršįtampių pastatuose, kuriuose sumontuota saulės energija, Vokietijos turto draudikų asociacija (VdS) reikalauja> 10 kW apsaugos nuo žaibo ir viršįtampio pagal III žaibosaugos klasę.

Norint užtikrinti, kad jūsų diegimas būtų saugus ateityje, savaime suprantama, kad mūsų komponentai visiškai atitinka visus reikalavimus.

Be to, rengiamas Europos viršįtampių apsaugos komponentų standartas. Šis standartas nurodys, kiek apsauga nuo viršįtampių turi būti suprojektuota saulės energijos nuolatinės srovės pusėje. Šiuo metu šis standartas yra prEN 50539-11.

Šiuo metu Prancūzijoje jau galioja panašus standartas - UTE C 61-740-51. Šiuo metu LSP produktai tikrinami, ar laikomasi abiejų standartų, kad jie galėtų užtikrinti dar aukštesnį saugos lygį.

Mūsų I ir II klasės (B ir C ribotuvai) apsaugos nuo viršįtampių moduliai užtikrina, kad įtampa greitai būtų ribojama ir kad srovė būtų saugiai išleidžiama. Tai leidžia jums išvengti brangių nuostolių ar galimo visiško elektros energijos tiekimo sutrikimo jūsų fotoelektros įrenginyje.

Pastatams su apšvietimo apsaugos sistemomis arba be jų - turime tinkamą produktą kiekvienai paskirčiai! Mes galime pristatyti modulius, kaip jums reikia - visiškai pritaikytus ir iš anksto prijungtus prie korpusų.

Apsaugos nuo viršįtampių įtaisų (SPD) diegimas fotovoltinėse sistemose

Fotoelektros energija yra gyvybiškai svarbus visos energijos gamybos iš atsinaujinančių energijos šaltinių komponentas. Yra keletas specialių charakteristikų, į kurias reikia atsižvelgti diegiant fotoelektrinėse sistemose apsaugos nuo viršįtampių įtaisus (SPD). Fotoelektros sistemose yra nuolatinės įtampos šaltinis, turintis specifinių savybių. Todėl sistemos koncepcijoje turi būti atsižvelgiama į šias specifines charakteristikas ir atitinkamai koordinuojamas BPD naudojimas. Pavyzdžiui, PV sistemų SPD specifikacijos turi būti suprojektuotos tiek, kad saulės generatoriaus įtampa be apkrovos (V_OC STC = neapkrautos grandinės įtampa standartinėmis bandymo sąlygomis), taip pat atsižvelgiant į maksimalų sistemos prieinamumą ir saugumą.

Išorinė apsauga nuo žaibo

Dėl didelio paviršiaus ploto ir paprastai veikiamos montavimo vietos fotovoltinės sistemos ypač rizikuoja dėl atmosferos išmetimų, tokių kaip žaibas. Šiuo metu reikia atskirti tiesioginių žaibo smūgių ir vadinamųjų netiesioginių (indukcinių ir talpinių) smūgių poveikį. Viena vertus, apsaugos nuo žaibo būtinumas priklauso nuo atitinkamų standartų norminių specifikacijų ir, viena vertus, apsaugos nuo žaibo būtinumas išleidžiamas atitinkamų standartų normatyvinėms specifikacijoms. Kita vertus, tai priklauso nuo pačios programos, kitaip tariant, priklauso nuo to, ar tai pastatas, ar lauko įrenginys. Įrengiant pastato konstrukcijas, skirtumas tarp PV generatoriaus įrengimo ant viešojo pastato stogo - su esama apsaugos nuo žaibo sistema - ir tvarto stogo - be apsaugos nuo žaibo sistemos. Lauko įrenginiai taip pat siūlo didelius potencialius taikinius dėl savo didelio ploto modulių matricų; šiuo atveju tokio tipo sistemoms rekomenduojamas išorinis apsaugos nuo žaibo sprendimas, kad būtų išvengta tiesioginių apšvietimo smūgių.

Normatyvinių nuorodų galima rasti IEC 62305-3 (VDE 0185-305-3), 2 priede (aiškinimas pagal apsaugos nuo žaibo lygį ar rizikos lygį LPL III) [2] ir 5 priedėlyje (apsauga nuo žaibo ir viršįtampio PV elektros sistemose). ir VdS 2010 m. direktyvoje [3] (jei PV sistemos> 10 kW, tada reikalinga apsauga nuo žaibo). Be to, reikalingos apsaugos nuo viršįtampių priemonės. Pavyzdžiui, pirmenybė turėtų būti teikiama atskiroms oro nutraukimo sistemoms, kad būtų apsaugotas saulės energijos generatorius. Tačiau jei neįmanoma išvengti tiesioginio sujungimo su PV generatoriumi, kitaip tariant, negalima išlaikyti saugaus atskyrimo atstumo, reikia atsižvelgti į dalinių žaibo srovių poveikį. Iš esmės pagrindinėms generatorių linijoms turėtų būti naudojami ekranuoti kabeliai, kad sukeltas viršįtampis būtų kuo mažesnis. Be to, jei skerspjūvis yra pakankamas (mažiausiai 16 mm² Cu), kabelio ekraną galima naudoti dalinėms žaibo srovėms valdyti. Tas pats pasakytina ir apie uždarų metalinių korpusų naudojimą. Įžeminimas turi būti sujungtas abiejuose kabelių galuose ir metaliniuose korpusuose. Tai užtikrina, kad pagrindinės generatoriaus linijos patenka į LPZ1 (apsaugos nuo žaibo zoną); tai reiškia, kad pakanka 2 tipo BPD. Priešingu atveju reikėtų 1 tipo SPD.

Apsaugos nuo viršįtampių įtaisų naudojimas ir teisinga specifikacija

Apskritai galima laikyti SPD diegimą ir specifikavimą kintamosios srovės žemos įtampos sistemose kaip standartinę procedūrą; tačiau vis dar yra iššūkis įdiegti ir teisingai suprojektuoti PV nuolatinės srovės generatorių. Priežastis, pirma, saulės generatorius turi savo ypatingas savybes, ir, antra, SPD yra išdėstyti nuolatinės srovės grandinėje. Įprastiniai SPD paprastai kuriami kintamos įtampos, o ne tiesioginės įtampos sistemoms. Atitinkami gaminių standartai [4] daugelį metų apėmė šias programas, ir jie iš esmės gali būti taikomi ir nuolatinės įtampos programoms. Tačiau, nors anksčiau buvo pasiekta palyginti maža PV sistemos įtampa, šiandien jos jau siekia maždaug. 1000 V DC neapkrautoje PV grandinėje. Užduotis yra valdyti sistemos įtampą ta tvarka naudojant tinkamus apsaugos nuo viršįtampių įtaisus. Pozicijos, kuriose techniškai tikslinga ir praktiška išdėstyti SPD PV sistemoje, pirmiausia priklauso nuo sistemos tipo, sistemos koncepcijos ir fizinio paviršiaus ploto. 2 ir 3 paveiksluose pavaizduoti principiniai skirtumai: Pirma, pastatas su išorine apsauga nuo žaibo ir PV sistema, sumontuota ant stogo (pastato instaliacija); antra, ekspansiška saulės energijos sistema (lauko instaliacija), taip pat įrengta išorinė apsaugos nuo žaibo sistema. Visų pirma - dėl mažesnio kabelio ilgio - apsauga yra tik įgyvendinta keitiklio nuolatinės srovės įėjime; antruoju atveju SPD yra sumontuoti saulės generatoriaus gnybtų dėžutėje (siekiant apsaugoti saulės modulius), taip pat prie keitiklio nuolatinės srovės įėjimo (norint apsaugoti keitiklį). SPD turėtų būti montuojami arti PV generatoriaus, taip pat arti keitiklio, kai tik kabelio ilgis tarp PV generatoriaus ir keitiklio viršija 10 metrų (2 pav.). Standartinis sprendimas apsaugoti kintamosios srovės pusę, ty keitiklio išvestį ir tinklo tiekimą, turi būti pasiektas naudojant 2 tipo SPD, įrengtus keitiklio išėjime, ir - jei pastatas įrengtas su išorine žaibo apsauga prie tinklo tiekimo. taškas - įrengtas SPD 1 tipo viršįtampių ribotuvas.

Siekiant užtikrinti, kad SPD galėtų valdyti tokią aukštą sistemos įtampą, žvaigždžių jungtis, susidedanti iš trijų varistorių, pasirodė esanti patikima ir įsitvirtinusi kaip beveik standartas (4 pav.). Jei atsiranda izoliacijos gedimas, vis tiek išlieka du varistoriai, kurie veiksmingai apsaugo SPD nuo perkrovos.

Apibendrinant galima pasakyti, kad yra apsauginė grandinė, kurioje visiškai nesandari nuotėkio srovė, ir neįmanoma atsitiktinai įjungti atjungimo mechanizmo. Pagal aukščiau aprašytą scenarijų taip pat veiksmingai užkertamas kelias ugnies plitimui. Tuo pačiu metu vengiama bet kokios izoliacijos stebėjimo įtaiso įtakos. Taigi, jei atsiranda izoliacijos sutrikimas, serijoje vis dar yra du varistoriai. Tokiu būdu įvykdomas reikalavimas, kad visada būtų išvengta žemės gedimų. LSP 2 tipo SPD ribotuvas SLP40-PV1000 / 3, U_MUŽ = 1000Vdc yra gerai patikrintas, praktiškas sprendimas ir patikrinta, ar laikomasi visų galiojančių standartų (UTE C 61-740-51 ir prEN 50539-11) (4 pav.). Tokiu būdu mes siūlome aukščiausią saugos lygį, kurį galima naudoti nuolatinės srovės grandinėse.

Praktinis taikymas

Kaip jau minėta, praktiniuose sprendimuose yra skirtumas tarp pastato ir lauko įrenginių. Jei yra įrengtas išorinis apsaugos nuo žaibo sprendimas, PV generatorius turėtų būti integruotas į šią sistemą kaip izoliuota ribotuvo įtaiso sistema. IEC 62305-3 nurodoma, kad reikia išlaikyti oro nutraukimo atstumą. Jei jo nepavyksta palaikyti, reikia atsižvelgti į dalinių žaibo srovių poveikį. Šiuo atžvilgiu apsaugos nuo žaibo standartas IEC 62305-3, 2 priedai, 17.3 skirsnyje nurodo: „Norint sumažinti sukeltą viršįtampį, pagrindinėms generatoriaus linijoms turėtų būti naudojami ekranuoti kabeliai“. Jei skerspjūvis yra pakankamas (mažiausiai 16 mm² Cu), kabelio ekranavimas taip pat gali būti naudojamas dalinėms žaibo srovėms valdyti. ABB ((Vokietijos) Elektros, elektronikos ir informacinių technologijų asociacijos žaibosaugos ir žaibo tyrimų komitetas) išleistame priede (5 pav.) - Fotoelektrinių sistemų apsauga nuo žaibo nurodoma, kad pagrindinės generatorių linijos turėtų būti apsaugotos . Tai reiškia, kad žaibo srovės ribotuvų (1 tipo SPD) nereikia, nors viršįtampio ribotuvai (2 tipo SPD) yra būtini iš abiejų pusių. Kaip pavaizduota 5 paveiksle, ekranuota pagrindinio generatoriaus linija yra praktiškas sprendimas ir pasiekia LPZ 1 statusą procese. Tokiu būdu 2 tipo SPD viršįtampių ribotuvai įrengiami laikantis standartų specifikacijų.

Paruošti tinkami sprendimai

Siekiant užtikrinti, kad montavimas vietoje būtų kuo paprastesnis, LSP siūlo pritaikytus sprendimus apsaugoti keitiklių nuolatinės ir kintamosios pusės. „Plug and Play“ PV dėžės sutrumpina diegimo laiką. Jūsų pageidavimu LSP taip pat atliks specifinius kliento surinkimus. Daugiau informacijos rasite www.lsp-international.com

Pastaba:

Turi būti laikomasi konkrečios šalies standartų ir rekomendacijų

[1] DIN VDE 0100 (VDE 0100) 712 dalis: 2006-06, Reikalavimai specialiems įrenginiams ar vietoms. Saulės fotoelektros (PV) maitinimo sistemos

[2] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) 2006-10 apsauga nuo žaibo, 3 dalis. Įrenginių ir žmonių apsauga, 2 priedas, aiškinimas pagal apsaugos klasę arba III rizikos lygį LPL, 5 priedas, žaibas ir apsauga nuo viršįtampių PV maitinimo sistemose

[3] VdS direktyva 2010: 2005-07 Į riziką orientuota žaibo ir viršįtampių apsauga; Nuostolių prevencijos gairės, VdS Schadenverhütung Verlag (leidėjai)

[4] DIN EN 61643-11 (VDE 675-6-11): 2007-08 Žemosios įtampos apsaugos nuo viršįtampių įtaisai. 11 dalis. Apsaugos nuo viršįtampių įtaisai, naudojami žemos įtampos maitinimo sistemose. Reikalavimai ir bandymai

[5] IEC 62305-3 Apsauga nuo žaibo. 3 dalis. Fizinis konstrukcijų pažeidimas ir pavojus gyvybei

[6] IEC 62305-4 Apsauga nuo žaibo. 4 dalis. Elektrinės ir elektroninės konstrukcijų sistemos

[7] prEN 50539-11 Žemosios įtampos apsaugos nuo viršįtampių įtaisai. Ypatingos paskirties apsaugos nuo viršįtampių įtaisai, įskaitant nuolatinę srovę. 11 dalis. Fotoelektros programų SPD reikalavimai ir bandymai

[8] Prancūzijos produktų standartas, skirtas apsaugoti nuo viršįtampių nuolatinės srovės srityje UTE C 61-740-51