Захист від перенапруги для фотоелектричних систем

Фотоелектричні (PV) об'єкти для використання відновлюваної енергії мають великий ризик від розрядів блискавки через їх відкрите розташування та велику площу поверхні.

Наслідком може бути пошкодження окремих сегментів або вихід з ладу всієї установки.

Струми блискавки та імпульсні напруги часто спричиняють пошкодження інверторів та фотоелектричних модулів. Ці збитки означають більші витрати для оператора фотоелектричного об'єкта. Не тільки витрати на ремонт більш високі, але і продуктивність об’єкта значно знижується. Отже, фотоелектричний об'єкт завжди повинен бути інтегрований до існуючої стратегії блискавкозахисту та заземлення.

Щоб уникнути цих відключень, використовувані стратегії захисту від блискавки та перенапруги повинні взаємодіяти одна з одною. Ми надаємо вам необхідну підтримку, щоб ваш заклад працював безперебійно і забезпечував очікуваний урожай! Ось чому ви повинні захистити свою фотоелектричну установку освітлення та захист від перенапруги від LSP:

• Щоб захистити свою будівлю та фотоелектричну установку
• Збільшити доступність системи
• Щоб захистити свої інвестиції

Стандарти та вимоги

Поточні стандарти та директиви щодо захисту від перенапруги завжди повинні враховуватися при проектуванні та монтажі будь-якої фотоелектричної системи.

Європейський проект стандарту DIN VDE 0100 частина 712 / E DIN IEC 64/1123 / CD (Монтаж систем низької напруги, вимоги до спеціального обладнання та обладнання; фотоелектричні енергосистеми) та міжнародні технічні вимоги щодо установки фотоелектричних установок - IEC 60364-7- 712 - обидва описують вибір та встановлення захисту від перенапруги для фотоелектричних об'єктів. Вони також рекомендують пристрої захисту від перенапруги між PV-генераторами. У своїй публікації 2010 року про захист від перенапруги для будівель з фотоелектричною установкою Асоціація німецьких страховиків майна (VdS) вимагає захисту від блискавки та перенапруги> 10 кВт відповідно до класу захисту від блискавки III.

Щоб ваша установка була безпечною в майбутньому, само собою зрозуміло, що наші компоненти повністю відповідають усім вимогам.

Крім того, готується європейський стандарт для компонентів захисту від перенапруги. Цей стандарт визначатиме, наскільки захист від перенапруги повинен бути розроблений на стороні постійного струму фотоелектричних систем. На даний час цей стандарт є prEN 50539-11.

На сьогодні подібний стандарт вже діє у Франції - UTE C 61-740-51. Зараз продукція LSP проходить перевірку на відповідність обом стандартам, щоб вони могли забезпечити ще вищий рівень безпеки.

Наші модулі захисту від перенапруги класу I та класу II (розрядники B та C) забезпечують швидке обмеження напруги та безпечний розряд струму. Це дозволяє уникнути дорогих пошкоджень або потенційного повного відключення електроенергії у вашій фотоелектричній установці.

Для будівель із системами захисту від освітлення або без них - ми маємо відповідний продукт для будь-якого застосування! Ми можемо доставити модулі за вашими потребами - повністю налаштовані та підключені до корпусів.

Розгортання пристроїв захисту від перенапруги (SPD) у фотоелектричних системах

Фотоелектрична енергія є життєво важливою складовою загального виробництва енергії з відновлюваних джерел енергії. Існує ряд особливих характеристик, які необхідно враховувати при введенні пристроїв захисту від перенапруг (SPD) у фотоелектричних системах. Фотоелектричні системи мають джерело постійної напруги зі специфічними характеристиками. Отже, концепція системи повинна враховувати ці специфічні характеристики та відповідно координувати використання SPD. Наприклад, специфікації SPD для фотоелектричних систем повинні бути розроблені як для максимальної напруги холостого ходу сонячного генератора (V_OC STC = напруга розвантаженого контуру за стандартних умов випробування), а також щодо забезпечення максимальної доступності та безпеки системи.

Зовнішній блискавкозахист

Внаслідок своєї великої площі поверхні та загального відкритого місця установки, фотоелектричні системи особливо ризикують від атмосферних розрядів - таких як блискавка. На даний момент виникає потреба у розмежуванні ефектів прямих ударів блискавки та так званих непрямих (індуктивних та ємнісних) ударів. З одного боку, необхідність захисту від блискавки залежить від нормативних специфікацій відповідних стандартів, а з одного боку, необхідність захисту від блискавок витрачається на нормативні специфікації відповідних стандартів. З іншого боку, це залежить від самої програми, іншими словами, залежно від того, це будівля чи польова установка. У будівельних установках різниться між установкою фотоелектричного генератора на даху громадської будівлі - з існуючою системою блискавкозахисту - та установкою на даху сараю - без системи блискавкозахисту. Польові установки також пропонують великі потенційні цілі завдяки своїм масивам модульних масивів; у цьому випадку для цього типу систем рекомендується зовнішнє блискавкозахисне рішення для запобігання прямих ударів освітлення.

Нормативні посилання можна знайти в IEC 62305-3 (VDE 0185-305-3), Додатку 2 (тлумачення відповідно до рівня захисту від блискавки або рівня ризику LPL III) [2] та Додатку 5 (Захист від блискавки та перенапруги для фотоелектричних систем) і в Директиві VdS 2010 [3], (якщо фотоелектричні системи> 10 кВт, тоді необхідний захист від блискавки). Крім того, необхідні заходи захисту від перенапруги. Наприклад, слід надавати перевагу окремим системам припинення повітря для захисту PV-генератора. Однак, якщо неможливо уникнути прямого підключення до фотоелектричного генератора, іншими словами, не можна підтримувати безпечну відстань відриву, тоді слід враховувати вплив часткових струмів блискавки. По суті, для основних ліній генераторів слід використовувати екрановані кабелі, щоб індуковані перенапруги були якомога меншими. Крім того, якщо перетин достатній (не менше 16 мм² Cu), захист кабелю може бути використаний для проведення часткових струмів блискавки. Те саме стосується утилізації закритих металевих корпусів. Заземлення повинно бути з'єднане з обох кінців кабелів та металевих корпусів. Це гарантує, що основні лінії генератора потрапляють під LPZ1 (зона захисту від блискавки); це означає, що SPD типу 2 достатньо. В іншому випадку буде потрібно SPD типу 1.

Використання та правильна специфікація пристроїв захисту від перенапруги

Загалом, можна розглядати впровадження та специфікацію SPD у системах низької напруги на стороні змінного струму як стандартну процедуру; однак розгортання та правильна специфікація конструкції для генераторів постійного струму все ще залишається проблемою. Причина полягає в тому, що по-перше, сонячний генератор має свої особливі характеристики, а, по-друге, SPD розміщені в ланцюзі постійного струму. Звичайні SPD, як правило, розробляються для систем змінного напруги, а не постійної напруги. Відповідні стандарти на продукцію [4] охоплюють ці програми протягом багатьох років, і вони принципово можуть застосовуватися і до додатків напруги постійного струму. Однак, хоча раніше були відносно низькі напруги в PV-системі, сьогодні вони вже досягають приблизно 1000 В постійного струму в ненавантаженому PV-ланцюзі. Завдання полягає у регулюванні напруги системи в такому порядку за допомогою відповідних пристроїв захисту від перенапруги. Позиції, в яких технічно доцільно та практично розміщувати SPD у фотоелектричній системі, в першу чергу залежить від типу системи, концепції системи та фізичної площі поверхні. Рисунки 2 і 3 ілюструють основні відмінності: по-перше, будівля із зовнішнім блискавкозахистом та PV-системою, встановленою на даху (монтаж будинку); по-друге, експансивна система сонячної енергії (польова установка), також оснащена зовнішньою системою блискавкозахисту. У першу чергу - через меншу довжину кабелю - захист реалізується лише на постійному вході інвертора; у другому випадку SPD встановлюються в клемній коробці сонячного генератора (для захисту сонячних модулів), а також на вході постійного струму інвертора (для захисту інвертора). SPD слід встановлювати поблизу PV-генератора, а також близько до інвертора, як тільки довжина кабелю, необхідного між PV-генератором та інвертором, перевищує 10 метрів (Рисунок 2). Потім стандартне рішення захисту сторони змінного струму, тобто вихід інвертора та мережеве живлення, повинно бути досягнуто за допомогою SPD типу 2, встановлених на виході інвертора, і - у випадку будівельної установки із зовнішнім блискавкозахистом у мережевій подачі точковий - обладнаний захистом від перенапруг SPD типу 1.

Щоб гарантувати, що SPD можуть управляти такими високими системними напругами, зоряне з'єднання, що складається з трьох варісторів, виявилося надійним і утвердилось як квазістандарт (рис. 4). У разі виникнення несправності ізоляції все ще залишаються два варистори, що ефективно запобігає перевантаженню SPD.

Підводячи підсумок: захисна схема з абсолютно нульовим струмом витоку встановлена, і запобігається випадкове спрацьовування механізму відключення. У сценарії, описаному вище, поширення вогню також ефективно запобігається. І в той же час уникнути будь-якого впливу приладу контролю за ізоляцією. Отже, якщо виникає несправність ізоляції, завжди є в наявності два варистори. Таким чином виконується вимога про необхідність запобігання земним несправностям завжди. Розрядник SPD типу 2 LSP SLP40-PV1000 / 3, U_CPV = 1000 В постійного струму забезпечує добре перевірене, практичне рішення і перевірено на відповідність всім чинним стандартам (UTE C 61-740-51 та prEN 50539-11) (рис. 4). Таким чином, ми пропонуємо найвищий ступінь безпеки, доступний для використання в ланцюгах постійного струму.

Практичне застосування

Як уже зазначалося, різниця між будівельними та польовими установками полягає в практичних рішеннях. Якщо встановлено зовнішнє блискавкозахисне рішення, PV-генератор бажано вбудовувати в цю систему як ізольовану систему розрядника. МЕК 62305-3 визначає, що відстань для закінчення повітря повинна дотримуватися. Якщо його неможливо підтримати, тоді слід враховувати вплив часткових струмів блискавки. З цього приводу стандарт захисту від блискавки МЕК 62305-3, доповнює 2, у Розділі 17.3 зазначає: „для зменшення індукованих перенапруг для основних ліній генератора слід використовувати екрановані кабелі”. Якщо перетин достатній (не менше 16 мм² Cu), екранування кабелю також може використовуватися для проведення часткових струмів блискавки. Додаток (Рисунок 5) - Захист від блискавки для фотоелектричних систем - виданий АББ (Комітет з захисту від блискавок та досліджень блискавок (Німецька) Асоціація електричних, електронних та інформаційних технологій) говорить, що основні лінії для генераторів повинні бути екранованими . Це означає, що розрядники струму блискавки (тип SPD 1) не потрібні, хоча запобіжники перенапруги (тип SPD 2) необхідні з обох сторін. Як показано на малюнку 5, екранована головна генераторна лінія пропонує практичне рішення і забезпечує процес LPZ 1 у процесі. Таким чином, розрядники перенапруги SPD типу 2 розгортаються відповідно до стандартних специфікацій.

Готові рішення

Для забезпечення максимально простої установки на місці LSP пропонує готові рішення для захисту сторін постійного та змінного струму інверторів. Фотоелектричні ящики Plug-and-play зменшують час установки. LSP також виконуватиме конкретні замовники за вашим запитом. Більше інформації можна отримати на веб-сайті www.lsp-international.com

Примітка:

Необхідно дотримуватись стандартів та вказівок для конкретних країн

[1] DIN VDE 0100 (VDE 0100) частина 712: 2006-06, Вимоги до спеціальних установок або місць. Сонячні фотоелектричні (PV) системи живлення

[2] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) 2006-10 Захист від блискавки, Частина 3: Захист приміщень та людей, додаток 2, тлумачення відповідно до класу захисту або рівня ризику III LPL, Додаток 5, блискавка та захист від перенапруги для фотоелектричних систем

[3] Директива VdS 2010: 2005-07 Орієнтована на ризик блискавка та захист від перенапруги; Рекомендації щодо запобігання втрат, VdS Schadenverhütung Verlag (видавці)

[4] DIN EN 61643-11 (VDE 675-6-11): 2007-08 Пристрої захисту від перенапруги низької напруги - Частина 11: Пристрої захисту від перенапруги для використання в низьковольтних системах живлення - вимоги та випробування

[5] IEC 62305-3 Захист від блискавки - Частина 3: Фізичне пошкодження конструкцій та небезпека для життя

[6] IEC 62305-4 Захист від блискавки - Частина 4: Електричні та електронні системи в конструкціях

[7] prEN 50539-11 Пристрої захисту від перенапруги низької напруги - Пристрої захисту від перенапруги для конкретного застосування, включаючи постійний струм - Частина 11: Вимоги та випробування для SPD у фотоелектричних додатках

[8] Французький стандарт на захист від перенапруги в області постійного струму UTE C 61-740-51