Fotovoltaik sistemler için aşırı gerilim koruması

Yenilenebilir enerjiden yararlanmaya yönelik Fotovoltaik (PV) tesisler, maruz kaldıkları yerler ve geniş yüzey alanları nedeniyle yıldırım deşarjları nedeniyle büyük risk altındadır.

Bunun sonucu, ayrı bölümlerde hasar veya tüm kurulumun arızası olabilir.

Yıldırım akımları ve aşırı gerilimler genellikle inverterlere ve fotovoltaik modüllere zarar verir. Bu hasarlar, fotovoltaik tesisin operatörü için daha fazla masraf anlamına gelir. Sadece daha yüksek onarım maliyetleri olmakla kalmaz, aynı zamanda tesisin üretkenliği de önemli ölçüde azalır. Bu nedenle, bir fotovoltaik tesis her zaman mevcut yıldırımdan korunma ve topraklama stratejisine entegre edilmelidir.

Bu kesintileri önlemek için, kullanılan yıldırım ve aşırı gerilim koruma stratejilerinin birbirleriyle etkileşime girmesi gerekir. Tesisinizin sorunsuz çalışması ve beklenen verimi sağlaması için size ihtiyacınız olan desteği sağlıyoruz! Bu nedenle, fotovoltaik aydınlatma tesisatınızı ve LSP'den aşırı gerilim korumasını korumalısınız:

• Binanızı ve PV kurulumunuzu korumak için
• Sistem kullanılabilirliğini artırmak için
• Yatırımınızı korumak için

Standartlar ve gereksinimler

Herhangi bir fotovoltaik sistemin tasarımında ve kurulumunda aşırı gerilim korumasına yönelik mevcut standartlar ve yönergeler daima dikkate alınmalıdır.

Avrupa taslak standardı DIN VDE 0100 bölüm 712 / E DIN IEC 64/1123 / CD (alçak gerilim sistemlerinin montajı, özel ekipman ve tesisler için gereksinimler; fotovoltaik güç sistemleri) ve PV tesisleri için uluslararası kurulum özellikleri - IEC 60364-7- 712 - her ikisi de PV tesisleri için aşırı gerilim korumanın seçimini ve kurulumunu açıklar. Ayrıca PV jeneratörleri arasında aşırı gerilim koruma cihazları tavsiye ederler. PV kurulumu olan binalar için aşırı gerilim koruma hakkındaki 2010 yayınında, Alman Mülkiyet Sigortacıları Birliği (VdS) yıldırım koruma sınıfı III uyarınca> 10 kW yıldırım ve aşırı gerilim koruması gerektirmektedir.

Kurulumunuzun gelecekte güvenli olmasını sağlamak için, bileşenlerimizin tüm gereksinimlere tam olarak uyduğunu söylememize gerek yok.

Ayrıca, aşırı gerilim koruma bileşenleri için bir Avrupa standardı hazırlanmaktadır. Bu standart, PV sistemlerinin DC tarafında ne ölçüde aşırı gerilim korumasının tasarlanması gerektiğini belirleyecektir. Bu standart şu anda prEN 50539-11'dir.

Benzer bir standart şu anda Fransa'da da yürürlüktedir - UTE C 61-740-51. LSP'nin ürünleri şu anda her iki standarda uygunluk açısından test ediliyor, böylece daha da yüksek bir güvenlik seviyesi sağlayabilirler.

Sınıf I ve Sınıf II'deki aşırı gerilim koruma modüllerimiz (B ve C tutucular), gerilim oluşumlarının hızla sınırlandırılmasını ve akımın güvenli bir şekilde boşaltılmasını sağlar. Bu, fotovoltaik tesisinizde pahalı hasarlardan veya tamamen elektrik kesintisi olasılığından kaçınmanıza olanak tanır.

Aydınlatma koruma sistemleri olan veya olmayan binalar için - her uygulama için doğru ürüne sahibiz! Modülleri istediğiniz gibi teslim edebiliriz - tamamen özelleştirilmiş ve muhafazalara önceden kablolanmış olarak.

Fotovoltaik sistemlerde aşırı gerilim koruma cihazlarının (SPD'ler) kullanılması

Fotovoltaik enerji, yenilenebilir enerji kaynaklarından toplam enerji üretiminin hayati bir bileşenidir. Fotovoltaik sistemlerde aşırı gerilim koruma cihazları (SPD'ler) kullanılırken dikkate alınması gereken bir dizi özel özellik vardır. Fotovoltaik sistemler, belirli özelliklere sahip bir DC voltaj kaynağına sahiptir. Bu nedenle sistem kavramı, bu belirli özellikleri dikkate almalı ve SPD'lerin kullanımını buna göre koordine etmelidir. Örneğin, PV sistemleri için SPD spesifikasyonları, hem güneş jeneratörünün maksimum yüksüz voltajı (V_OC STC = standart test koşulları altında yüksüz devrenin voltajı) ve ayrıca maksimum sistem kullanılabilirliği ve güvenliği sağlama açısından.

Dış yıldırımdan korunma

Fotovoltaik sistemler, geniş yüzey alanları ve genel olarak açıktaki kurulum konumları nedeniyle özellikle yıldırım gibi atmosferik deşarjlardan dolayı risk oluşturur. Bu noktada, doğrudan yıldırım çarpmalarının ve sözde dolaylı (endüktif ve kapasitif) darbelerin etkileri arasında ayrım yapma ihtiyacı vardır. Yıldırımdan korunma gerekliliği, bir yandan ilgili standartların normatif şartnamelerine bağlıdır ve bir yandan yıldırımdan korunma gerekliliği ilgili standartların normatif şartnamelerine harcanmaktadır. Öte yandan uygulamanın kendisine, diğer bir deyişle bina veya saha kurulumu olmasına göre değişir. Bina kurulumlarında, bir kamusal binanın çatısına bir PV jeneratörünün - mevcut bir yıldırımdan korunma sistemi ile - kurulumu ile yıldırımdan korunma sistemi olmadan bir ahırın çatısına kurulum arasında bir fark vardır. Saha kurulumları ayrıca geniş alanlı modül dizileri nedeniyle büyük potansiyel hedefler sunar; bu durumda, doğrudan yıldırım çarpmalarını önlemek için bu tür bir sistem için harici bir yıldırımdan korunma çözümü önerilir.

Normatif referanslar IEC 62305-3 (VDE 0185-305-3), Ek 2 (yıldırım koruma seviyesi veya risk seviyesi LPL III'e göre yorumlama) [2] ve Ek 5'te (PV güç sistemleri için yıldırım ve aşırı gerilim koruma) bulunabilir. ve VdS Direktifi 2010'da [3], (PV sistemleri> 10 kW ise yıldırımdan korunma gereklidir). Ek olarak, aşırı gerilim koruma önlemleri gereklidir. Örneğin, PV jeneratörünü korumak için ayrı hava sonlandırma sistemleri tercih edilmelidir. Bununla birlikte, PV jeneratörüne doğrudan bir bağlantıdan kaçınmak mümkün değilse, diğer bir deyişle güvenli ayırma mesafesi korunamıyorsa, kısmi yıldırım akımlarının etkileri dikkate alınmalıdır. Temel olarak, indüklenen aşırı gerilimleri olabildiğince düşük tutmak için ana jeneratör hatlarında korumalı kablolar kullanılmalıdır. Ek olarak, enine kesit yeterli ise (min. 16 mm² Cu), kısmi yıldırım akımlarını iletmek için kablo ekranlama kullanılabilir. Aynısı kapalı metal muhafazaların kullanımı için de geçerlidir. Kabloların her iki ucuna ve metal muhafazalara topraklama bağlanmalıdır. Bu, jeneratörün ana hatlarının LPZ1 (Yıldırımdan Korunma Bölgesi) kapsamına girmesini sağlar; bu, SPD tip 2'nin yeterli olduğu anlamına gelir. Aksi takdirde, bir SPD tip 1 gerekli olacaktır.

Aşırı gerilim koruma cihazlarının kullanımı ve doğru teknik özellikleri

Genel olarak, AC tarafındaki alçak gerilim sistemlerinde SPD'lerin yerleştirilmesini ve spesifikasyonunu standart bir prosedür olarak değerlendirmek mümkündür; bununla birlikte, PV DC jeneratörleri için dağıtım ve doğru tasarım spesifikasyonu hala bir sorun olmaya devam etmektedir. Bunun nedeni, ilk olarak bir güneş jeneratörünün kendine özgü özellikleri olması ve ikinci olarak, DC devresinde SPD'lerin kullanılmasıdır. Geleneksel SPD'ler tipik olarak doğrudan voltaj sistemleri için değil, alternatif voltaj için geliştirilmiştir. İlgili ürün standartları [4] bu uygulamaları yıllardır kapsamıştır ve bunlar temelde DC voltaj uygulamalarına da uygulanabilir. Bununla birlikte, daha önce nispeten düşük PV sistem voltajları gerçekleştirilirken, bugün bunlar zaten yakl. Yüksüz PV devresinde 1000 V DC. Görev, uygun aşırı gerilim koruma cihazları ile bu sıradaki sistem gerilimlerine hakim olmaktır. SPD'leri bir PV sisteminde konumlandırmanın teknik olarak uygun ve pratik olduğu pozisyonlar, öncelikle sistemin tipine, sistem konseptine ve fiziksel yüzey alanına bağlıdır. Şekil 2 ve 3 temel farklılıkları göstermektedir: İlk olarak, dış yıldırım korumalı bir bina ve çatıya monte edilmiş bir PV sistemi (bina kurulumu); ikinci olarak, aynı zamanda harici bir yıldırım koruma sistemi ile donatılmış geniş bir güneş enerjisi sistemi (saha kurulumu). İlk durumda - daha kısa kablo uzunlukları nedeniyle - koruma yalnızca inverterin DC girişinde uygulanır; ikinci durumda SPD'ler güneş jeneratörünün terminal kutusuna (güneş modüllerini korumak için) ve aynı zamanda inverterin DC girişine (inverteri korumak için) takılır. SPD'ler, PV jeneratörü ile invertör arasında gerekli olan kablo uzunluğu 10 metreyi aşar aşmaz, PV jeneratörüne ve invertere yakın bir yere kurulmalıdır (Şekil 2). AC tarafını korumaya yönelik standart çözüm, yani invertör çıkışı ve ağ beslemesi, daha sonra inverter çıkışına takılan tip 2 SPD'ler kullanılarak ve - şebeke beslemesinde harici yıldırım korumalı bir bina kurulumu durumunda elde edilmelidir. nokta - SPD tip 1 parafudr ile donatılmıştır.

SPD'lerin bu kadar yüksek sistem gerilimlerinde ustalaşabilmesini sağlamak için, üç varistörden oluşan yıldız bağlantısının güvenilirliği kanıtlanmış ve yarı standart olarak kabul edilmiştir (Şekil 4). Bir yalıtım hatası meydana gelirse, serideki iki varistör kalır ve bu da SPD'nin aşırı yüklenmesini etkin bir şekilde önler.

Özetlemek gerekirse: kesinlikle sıfır kaçak akıma sahip koruyucu devre mevcuttur ve bağlantı kesme mekanizmasının kazara aktivasyonu önlenir. Yukarıda açıklanan senaryoda yangının yayılması da etkin bir şekilde önlenmektedir. Ve aynı zamanda, bir izolasyon izleme cihazının herhangi bir etkisi de önlenir. Dolayısıyla, bir yalıtım arızası meydana gelirse, seride her zaman iki varistör mevcuttur. Bu sayede toprak arızalarının her zaman önlenmesi gerekliliği karşılanır. LSP'nin SPD tip 2 tutucu SLP40-PV1000 / 3, U_VBM = 1000Vdc, iyi test edilmiş, pratik bir çözüm sağlar ve mevcut tüm standartlara (UTE C 61-740-51 ve prEN 50539-11) uygunluk açısından test edilmiştir (Şekil 4). Bu şekilde, DC devrelerinde kullanım için mevcut en yüksek güvenlik derecesini sunuyoruz.

Pratik uygulamalar

Daha önce de belirtildiği gibi, pratik çözümlerde bina ve saha kurulumları arasında bir fark vardır. Harici bir yıldırımdan korunma çözümü takılırsa, PV jeneratörü tercihen bu sisteme izole edilmiş bir tutucu cihaz sistemi olarak entegre edilmelidir. IEC 62305-3, hava sonlandırma mesafesinin korunması gerektiğini belirtir. Sürdürülemiyorsa, kısmi yıldırım akımlarının etkileri dikkate alınmalıdır. Bu noktada, yıldırım düşmesine karşı koruma standardı IEC 62305-3, Bölüm 2'teki 17.3 durumu tamamlar: 'indüklenen aşırı gerilimleri azaltmak için, jeneratörün ana hatları için korumalı kablolar kullanılmalıdır'. Kesit yeterli ise (min. 16 mm² Cu), kablo blendajı kısmi yıldırım akımlarını iletmek için de kullanılabilir. Ek (Şekil 5) - Fotovoltaik sistemler için yıldırıma karşı koruma - ABB ((Alman) Elektrik, Elektronik ve Bilgi Teknolojileri Derneği Yıldırımdan Korunma ve Yıldırım Araştırmaları Komitesi) tarafından yayınlanan, jeneratörlerin ana hatlarının korumalı olması gerektiğini belirtir. . Bu, her iki tarafta aşırı gerilim tutucuların (SPD tip 1) gerekli olmasına rağmen yıldırım akım tutucuların (SPD tip 2) gerekli olmadığı anlamına gelir. Şekil 5'te gösterildiği gibi, korumalı bir ana jeneratör hattı pratik bir çözüm sunar ve bu süreçte LPZ 1 statüsüne ulaşır. Bu şekilde, SPD tip 2 parafudrlar, standart şartnamelerine uygun olarak yerleştirilir.

Montaja hazır çözümler

Yerinde kurulumun olabildiğince kolay olmasını sağlamak için LSP, inverterlerin DC ve AC taraflarını korumak için montaja hazır çözümler sunar. Tak ve çalıştır PV kutuları kurulum süresini kısaltır. LSP, isteğiniz üzerine müşteriye özel montajlar da gerçekleştirecektir. Daha fazla bilgi www.lsp-international.com adresinde mevcuttur.

Not:

Ülkeye özgü standartlara ve yönergelere uyulmalıdır

[1] DIN VDE 0100 (VDE 0100) bölüm 712: 2006-06, Özel kurulumlar veya konumlar için gereksinimler. Güneş fotovoltaik (PV) güç kaynağı sistemleri

[2] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) 2006-10 Yıldırımdan Korunma, Bölüm 3: Tesislerin ve insanların korunması, ek 2, koruma sınıfı veya risk düzeyine göre yorumlama III LPL, Ek 5, yıldırım ve PV güç sistemleri için aşırı gerilim koruması

[3] VdS Direktifi 2010: 2005-07 Risk odaklı yıldırım ve aşırı gerilim koruması; Kayıp önleme yönergeleri, VdS Schadenverhütung Verlag (yayıncılar)

[4] DIN EN 61643-11 (VDE 675-6-11): 2007-08 Düşük gerilim aşırı gerilim koruma cihazları - Bölüm 11: düşük gerilim güç sistemlerinde kullanım için aşırı gerilim koruma cihazları - gereksinimler ve testler

[5] IEC 62305-3 Yıldırımlara karşı koruma - Bölüm 3: Yapılarda fiziksel hasar ve hayati tehlike

[6] IEC 62305-4 Yıldırıma karşı koruma - Bölüm 4: Yapılar içindeki elektrik ve elektronik sistemler

[7] prEN 50539-11 Düşük voltaj aşırı gerilim koruma cihazları - DC dahil özel uygulamalar için aşırı gerilim koruyucu cihazlar - Bölüm 11: Fotovoltaik uygulamalarda SPD'ler için gereksinimler ve testler

[8] UTE C 61-740-51 DC alanında aşırı gerilim koruması için Fransız ürün standardı