Overspenningsvern for solcelleanlegg

Solcelleanlegg (PV) for å utnytte fornybar energi har stor risiko fra lynutslipp på grunn av deres utsatte beliggenhet og store overflate.

Skader på enkelte segmenter eller svikt i hele installasjonen kan være konsekvensen.

Lynstrømmer og overspenning forårsaker ofte skade på omformere og solcellemoduler. Disse skadene betyr større utgifter for operatøren av solcelleanlegget. Ikke bare er det høyere reparasjonskostnader, men produktiviteten til anlegget er også betydelig redusert. Derfor bør et solcelleanlegg alltid integreres i den eksisterende lynbeskyttelses- og jordingstrategien.

For å unngå disse avbruddene må lyn- og overspenningsvernstrategiene som er i bruk samhandle med hverandre. Vi gir deg den støtten du trenger, slik at anlegget fungerer greit og leverer forventet avkastning! Derfor bør du beskytte din solcelleanlegg for belysning og overspenningsbeskyttelse fra LSP:

• For å beskytte bygningen og PV-installasjonen
• For å øke systemtilgjengeligheten
• For å beskytte investeringen din

Standarder og krav

Gjeldende standarder og direktiver for overspenningsvern må alltid tas i betraktning ved utforming og installasjon av et hvilket som helst solcelleanlegg.

Den europeiske utkaststandarden DIN VDE 0100 del 712 / E DIN IEC 64/1123 / CD (Montering av lavspenningssystemer, krav til spesialutstyr og fasiliteter; solcelleanlegg) og de internasjonale installasjonsspesifikasjonene for solcelleanlegg - IEC 60364-7- 712 - begge beskriver valg og installasjon av overspenningsvern for solcelleanlegg. De anbefaler også overspenningsvernutstyr mellom PV-generatorene. I sin publikasjon fra 2010 om overspenningsvern for bygninger med solcelleanlegg krever Association of German Property Insurance (VdS)> 10 kW lyn- og overspenningsbeskyttelse i samsvar med lynbeskyttelsesklasse III.

For å sikre at installasjonen din er fremtidssikker, sier det seg selv at komponentene våre fullt ut oppfyller alle krav.

Videre er en europeisk standard for overspenningsvernkomponenter under utarbeidelse. Denne standarden vil spesifisere i hvilken grad overspenningsbeskyttelse må designes inn på DC-siden av solcelleanlegg. Denne standarden er for øyeblikket prEN 50539-11.

En lignende standard er for tiden allerede i kraft i Frankrike - UTE C 61-740-51. LSPs produkter testes for øyeblikket for samsvar med begge standardene, slik at de kan gi et enda høyere sikkerhetsnivå.

Våre overspenningsvernmoduler i klasse I og klasse II (B og C-avledere) sørger for at spenningsforekomster raskt blir begrenset og at strømmen blir trygt utladet. Dette lar deg unngå dyre skader eller potensialet for fullstendig strømbrudd i solcelleanlegget.

For bygninger med eller uten lysbeskyttelsessystemer - vi har riktig produkt for enhver applikasjon! Vi kan levere modulene etter behov - fullt tilpasset og ferdig koblet til hus.

Implementering av overspenningsvernutstyr (SPD) i solcelleanlegg

Fotovoltaisk energi er en viktig komponent i den totale energiproduksjonen fra fornybare energikilder. Det er en rekke spesielle egenskaper som må vurderes når du overfører overspenningsvern (SPD) i solcelleanlegg. Solcelleanlegg har en likestrømskilde med spesifikke egenskaper. Systemkonseptet må derfor ta disse spesifikke egenskapene i betraktning og koordinere bruken av SPDer deretter. For eksempel må SPD-spesifikasjoner for solcelleanlegg utformes både for maksimal ikke-belastningsspenning fra solgeneratoren (V_OC STC = spenningen til den ulastede kretsen under standard testforhold) samt med hensyn til å sikre maksimal systemtilgjengelighet og sikkerhet.

Ekstern lynbeskyttelse

På grunn av deres store overflateareal og generelt utsatte installasjonssted, risikerer fotovoltaiske systemer spesielt fare for atmosfæriske utslipp - for eksempel lyn. På dette punktet er det behov for å skille mellom virkningene av direkte lynnedslag og såkalte indirekte (induktive og kapasitive) streik. På den ene siden avhenger nødvendigheten av lynbeskyttelse av de normative spesifikasjonene til de relevante standardene, og på den ene siden bruker nødvendigheten av lynbeskyttelse de normative spesifikasjonene for de relevante standardene. På den annen side avhenger det av selve applikasjonen, med andre ord, avhengig av om det er en bygning eller en feltinstallasjon. Med bygningsinstallasjoner trekkes det en forskjell mellom installasjonen av en PV-generator på taket til en offentlig bygning - med et eksisterende lynbeskyttelsessystem - og installasjonen på taket på en låve - uten lynbeskyttelsessystem. Feltinstallasjoner tilbyr også store potensielle mål på grunn av deres store områdemodularrayer; i dette tilfellet anbefales en ekstern lynbeskyttelsesløsning for denne typen system for å forhindre direkte belysning.

Normative referanser finnes i IEC 62305-3 (VDE 0185-305-3), Supplement 2 (tolkning i henhold til lynbeskyttelsesnivå eller risikonivå LPL III) [2] og Supplement 5 (lyn- og overspenningsvern for PV-kraftanlegg) og i VdS-direktivet 2010 [3], (hvis solcelleanlegg> 10 kW kreves lynbeskyttelse). I tillegg kreves overspenningsverntiltak. For eksempel bør det foretrekkes å skille lufttermineringssystemer for å beskytte PV-generatoren. Imidlertid, hvis det ikke er mulig å unngå en direkte tilkobling til PV-generatoren, med andre ord, kan den sikre separasjonsavstanden ikke opprettholdes, må effekten av delvise lynstrømmer tas i betraktning. I utgangspunktet bør skjermede kabler brukes til hovedlinjene til generatorer for å holde induserte overspenninger så lave som mulig. I tillegg, hvis tverrsnittet er tilstrekkelig (min. 16 mm² Cu), kan kabelskjermingen brukes til å lede delvis lynstrømmer. Det samme gjelder bruken av lukkede metallhus. Jording må kobles til i begge ender av kabler og metallhus. Dette sikrer at hovedlinjene til generatoren faller inn under LPZ1 (Lightning Protection Zone); det betyr at en SPD type 2 er tilstrekkelig. Ellers vil en SPD type 1 være påkrevd.

Bruk og riktig spesifikasjon av overspenningsvernutstyr

Generelt er det mulig å vurdere distribusjon og spesifikasjon av SPD i lavspenningssystemer på AC-siden som en standardprosedyre; Imidlertid er distribusjonen og den riktige designspesifikasjonen for PV DC-generatorer fortsatt en utfordring. Årsaken er for det første at en solgenerator har sine egne spesielle egenskaper, og for det andre er SPD-er distribuert i DC-kretsen. Konvensjonelle SPD er vanligvis utviklet for vekselspenning og ikke direkte spenningssystemer. Relevante produktstandarder [4] har dekket disse applikasjonene i årevis, og disse kan i prinsippet også brukes på likspenningsapplikasjoner. Imidlertid, mens tidligere relativt lave PV-systemspenninger ble realisert, oppnår disse allerede i dag ca. 1000 V DC i den ubelastede PV-kretsen. Oppgaven er å mestre systemspenninger i den rekkefølgen med passende overspenningsvernutstyr. Hvilke posisjoner det er teknisk hensiktsmessig og praktisk å posisjonere SPD i et PV-system, avhenger først og fremst av systemtypen, systemkonseptet og det fysiske overflatearealet. Figur 2 og 3 illustrerer prinsippforskjellene: For det første en bygning med utvendig lynbeskyttelse og et PV-system montert på taket (bygningsinstallasjon); for det andre et ekspansivt solenergisystem (feltinstallasjon), også utstyrt med et eksternt lynbeskyttelsessystem. I første omgang - på grunn av kortere kabellengder - blir beskyttelse bare implementert ved DC-inngangen til omformeren; i det andre tilfellet installeres SPD i terminalboksen på solgeneratoren (for å beskytte solmodulene) så vel som på DC-inngangen til omformeren (for å beskytte omformeren). SPD-er bør installeres i nærheten av solcellegeneratoren så vel som nær omformeren så snart kabellengden som kreves mellom solcellegeneratoren og omformeren strekker seg utover 10 meter (figur 2). Standardløsningen for å beskytte vekselstrømssiden, som betyr omformerens utgang og nettverksforsyning, må deretter oppnås ved å bruke type 2 SPDer installert på omformerutgangen, og - i tilfelle en bygningsinstallasjon med ekstern lynbeskyttelse ved strømtilførselen punkt - utstyrt med en SPD type 1 overspenningsavleder.

For å sikre at SPD-er kan mestre slike høye systemspenninger har stjernetilkoblingen bestående av tre varistorer vist seg å være pålitelig og har blitt etablert som en kvasistandard (figur 4). Hvis det oppstår en isolasjonsfeil, er det fortsatt to varistorer i serien, noe som effektivt forhindrer at SPD blir overbelastet.

For å oppsummere: beskyttelseskretser med absolutt null lekkasjestrøm er på plass og en utilsiktet aktivering av frakoblingsmekanismen forhindres. I scenariet beskrevet ovenfor forhindres også spredning av brann effektivt. Og samtidig unngås også påvirkning fra en isolasjonsovervåking. Så hvis en isolasjonsfeil oppstår, er det alltid to varistorer tilgjengelig i serien. På denne måten blir kravet om at jordfeil alltid må forhindres oppfylt. LSPs SPD type 2-avleder SLP40-PV1000 / 3, U_CPV = 1000Vdc gir en godt testet, praktisk løsning og er testet for å overholde alle gjeldende standarder (UTE C 61-740-51 og prEN 50539-11) (figur 4). På denne måten tilbyr vi den høyeste sikkerheten som er tilgjengelig for bruk i DC-kretser.

praktiske anvendelser

Som allerede nevnt trekkes det en forskjell mellom bygnings- og feltinstallasjoner i praktiske løsninger. Hvis det er montert en ekstern lynbeskyttelsesløsning, bør PV-generatoren helst integreres i dette systemet som et isolert system for avlederanordninger. IEC 62305-3 spesifiserer at lufttermineringsavstanden må opprettholdes. Hvis det ikke kan opprettholdes, må effekten av delvise lynstrømmer tas i betraktning. På dette punktet sier standarden for beskyttelse mot lyn IEC 62305-3 Supplements 2 i avsnitt 17.3: 'for å redusere induserte overspenninger skal skjermede kabler brukes til generatorens hovedlinjer'. Hvis tverrsnittet er tilstrekkelig (min. 16 mm² Cu), kan kabelskjermingen også brukes til å gjennomføre delvise lynstrømmer. Supplement (Figur 5) - Beskyttelse mot lyn for solcelleanlegg - utstedt av ABB (Committee for Lightning Protection and Lightning Research of the (German) Association for Electrical, Electronic and Information Technologies) sier at hovedlinjene for generatorene skal være skjermet . Dette betyr at lynstrømavledere (SPD type 1) ikke er påkrevd, selv om det er nødvendig med overspenningsavledere (SPD type 2) på begge sider. Som figur 5 illustrerer, tilbyr en skjermet hovedgeneratorlinje en praktisk løsning og oppnår LPZ 1-status i prosessen. På denne måten distribueres SPD type 2 overspenningsvern i samsvar med standardspesifikasjonene.

Klar til montering

For å sikre at installasjonen på stedet er så enkel som mulig, tilbyr LSP klarløsninger for å beskytte omformerens DC- og AC-sider. Plug-and-play PV-bokser reduserer installasjonstiden. LSP vil også utføre kundespesifikke samlinger på din forespørsel. Mer informasjon er tilgjengelig på www.lsp-international.com

OBS:

Landsspesifikke standarder og retningslinjer må overholdes

[1] DIN VDE 0100 (VDE 0100) del 712: 2006-06, Krav til spesielle installasjoner eller lokasjoner. Solcelleanlegg (PV)

[2] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) 2006-10 Lynbeskyttelse, del 3: Beskyttelse av anlegg og mennesker, supplement 2, fortolkningen i henhold til beskyttelsesklasse eller risikonivå III LPL, tillegg 5, lyn og overspenningsvern for solcelleanlegg

[3] VdS-direktiv 2010: 2005-07 Risikoorientert lyn- og overspenningsvern; Retningslinjer for forebygging av tap, VdS Schadenverhütung Verlag (forlag)

[4] DIN EN 61643-11 (VDE 675-6-11): 2007-08 Overspenningsbeskyttelsesanordninger for lavspenning - Del 11: Overspenningsvernutstyr for bruk i lavspenningssystemer - krav og tester

[5] IEC 62305-3 Beskyttelse mot lyn - Del 3: Fysisk skade på strukturer og livsfare

[6] IEC 62305-4 Beskyttelse mot lyn - Del 4: Elektriske og elektroniske systemer i strukturer

[7] prEN 50539-11 Overspenningsbeskyttelsesanordninger for lavspenning - Overspenningsvernapparater for spesifikk anvendelse inkludert likestrøm - Del 11: Krav og tester for SPD i solcelleanvendelser

[8] Fransk produktstandard for overspenningsvern i DC-området UTE C 61-740-51