光伏系統的電湧保護

由於可暴露的位置和較大的表面積，用於開發可再生能源的光伏（PV）設施極有可能遭受雷擊放電的危險。

可能會導致單個部分損壞或整個安裝失敗。

雷電流和浪湧電壓通常會損壞逆變器和光伏模塊。 這些損壞對於光伏設施的運營商意味著更多的費用。 不僅存在較高的維修成本，而且設施的生產率也大大降低。 因此，光伏設施應始終集成到現有的防雷和接地策略中。

為了避免這些中斷，使用中的雷電和電湧保護策略必須相互配合。 我們為您提供所需的支持，以使您的設備平穩運行並提供預期的收益！ 這就是為什麼您應該保護您的光伏照明和過電壓保護裝置免受LSP的損害：

• 保護您的建築物和光伏裝置
• 增加系統可用性
• 為了保護您的投資

標準與要求

在任何光伏系統的設計和安裝中，必須始終考慮當前的過壓保護標準和指令。

歐洲草案標準DIN VDE 0100第712 / E DIN IEC 64/1123 / CD（低壓系統的安裝，特殊設備和設施的要求；光伏發電系統）和光伏設施的國際安裝規範– IEC 60364-7- 712 –均描述了光伏設施電湧保護的選擇和安裝。 他們還建議在光伏發電機之間使用電湧保護設備。 德國財產保險商協會（VdS）在其2010年關於安裝有光伏裝置的建築物的電湧保護的出版物中，要求其防雷等級III達到10 kW以上的雷電和過電壓保護。

為確保您的安裝對未來安全，不言而喻，我們的組件完全符合所有要求。

此外，正在準備用於浪湧電壓保護組件的歐洲標準。 該標準將規定在光伏系統的直流側必須在多大程度上設計浪湧電壓保護。 該標準當前是prEN 50539-11。

類似的標準目前已在法國生效，即UTE C 61-740-51。 LSP的產品目前正在測試是否符合這兩個標準，因此它們可以提供更高的安全性。

我們的I級和II級電湧保護模塊（B和C避雷器）可確保迅速限制電壓的產生並安全地釋放電流。 這使您避免了昂貴的損失，也避免了光伏設備完全斷電的可能性。

對於有或沒有照明保護系統的建築物–我們為每種應用提供合適的產品！ 我們可以根據您的要求提供模塊-完全定制並預先連接到外殼中。

在光伏系統中部署電湧保護設備（SPD）

光伏能源是可再生能源生產總體能源的重要組成部分。 在光伏系統中部署電湧保護設備（SPD）時，需要考慮許多特殊特性。 光伏系統具有特定特性的直流電壓源。 因此，系統概念必須考慮這些特定特徵並相應地協調SPD的使用。 例如，光伏系統的SPD規範必須同時針對太陽能發電機的最大空載電壓（V_OC STC =在標準測試條件下的空載電路電壓），以及確保最大系統可用性和安全性的電壓。

外部防雷

由於其較大的表面積和通常暴露在外的安裝位置，光伏系統特別容易受到大氣放電（例如閃電）的威脅。 在這一點上，需要區分直接雷擊和所謂的間接（感性和電容性）雷擊的影響。 一方面，防雷的必要性取決於相關標準的規範性規範，一方面，防雷的必要性取決於相關標準的規範性規範。 另一方面，它取決於應用程序本身，換句話說，取決於它是建築物還是現場安裝。 對於建築物的安裝，將光伏發電機安裝在具有現有防雷系統的公共建築物的屋頂上與不安裝防雷系統的在穀倉屋頂上的安裝之間的區別。 由於其大面積的模塊陣列，現場安裝還提供了很大的潛在目標。 在這種情況下，建議為此類系統使用外部防雷解決方案，以防止直接的雷擊。

可以在IEC 62305-3（VDE 0185-305-3），增補2（根據防雷等級或風險等級LPL III進行解釋）[2]和增補5（光伏電源系統的雷電和浪湧保護）中找到規範性引用。並且在VdS指令2010 [3]中（如果光伏系統> 10 kW，則需要防雷保護）。 另外，需要電湧保護措施。 例如，應優先考慮使用獨立的空氣終端系統來保護PV發電機。 但是，如果無法避免直接連接到PV發電機，換句話說，不能保持安全的隔離距離，則必須考慮部分雷電流的影響。 從根本上講，應將屏蔽電纜用於發電機的主線路，以將感應過電壓保持在盡可能低的水平。 另外，如果橫截面足夠大（最小16mm²Cu），則可以使用電纜屏蔽層傳導局部雷電流。 封閉金屬外殼的使用也是如此。 電纜和金屬外殼的兩端都必須接地。 這樣可以確保發電機的主線落在LPZ1（防雷區）之下； 這意味著2類SPD就足夠了。 否則，將需要SPD類型1。

電湧保護器的使用和正確規範

通常，可以將交流側低壓系統中SPD的部署和規格作為標準程序來考慮。 但是，PV DC發電機的部署和正確的設計規範仍然是一個挑戰。 原因首先是太陽能發電機具有其自身的特殊特性，其次，SPD部署在直流電路中。 傳統的SPD通常是為交流電壓系統而不是直流電壓系統開發的。 相關產品標準[4]涵蓋了這些應用多年，並且從根本上講，這些標準也可以應用於直流電壓應用。 但是，儘管以前實現了相對較低的光伏系統電壓，但如今這些電壓已經達到了約。 卸載的PV電路中為1000 V DC。 任務是使用合適的電湧保護設備按順序控制系統電壓。 將SPD放置在PV系統中的技術上合適的位置和實際位置主要取決於系統的類型，系統概念和物理表面積。 圖2和圖3說明了原理上的區別：首先，一棟帶有外部避雷裝置的建築物和一個安裝在屋頂上的光伏系統（建築物安裝）； 其次，一個擴展的太陽能係統（現場安裝），還配備了外部防雷系統。 首先，由於電纜長度較短，僅在逆變器的直流輸入上實施保護。 在第二種情況下，將SPD安裝在太陽能發電機的接線盒中（以保護太陽能模塊）以及逆變器的DC輸入（以保護逆變器）。 一旦光伏發電機和逆變器之間所需的電纜長度超過10米（圖2），應將SPD安裝在光伏發電機附近以及逆變器附近。 然後，必須通過使用安裝在逆變器輸出處的2型SPD來實現保護交流側（即逆變器輸出和網絡電源）的標準解決方案，並且-如果是在建築物安裝中在主電源中使用外部雷電保護，則必須實現這種解決方案。點–配備了SPD 1型避雷器。

為了確保SPD能夠控制如此高的系統電壓，由三個壓敏電阻組成的星形連接已被證明是可靠的，並已成為準標準（圖4）。 如果發生絕緣故障，則串聯中的兩個壓敏電阻仍將保留，這有效地防止了SPD過載。

總結一下：漏電流絕對為零的保護電路已經到位，並防止了斷開機構的意外啟動。 在上述情況下，還可以有效地防止火勢蔓延。 並且同時，也避免了來自絕緣監視裝置的任何影響。 因此，如果發生絕緣故障，該系列中始終仍然有兩個壓敏電阻可用。 這樣，滿足了必須始終防止接地故障的要求。 LSP的SPD 2型避雷器SLP40-PV1000 / 3，U_CPV = 1000Vdc提供了經過良好測試的實用解決方案，並且已經過測試，符合所有當前標準（UTE C 61-740-51和prEN 50539-11）（圖4）。 這樣，我們為直流電路提供了最高的安全性。

實際應用

如前所述，在實際解決方案中，建築和現場安裝之間存在差異。 如果安裝了外部防雷解決方案，則最好將PV發電機作為隔離的避雷器設備系統集成到該系統中。 IEC 62305-3規定必須保持空氣終端距離。 如果無法維持，則必須考慮部分雷電流的影響。 在這一點上，防雷標準IEC 62305-3補充2在第17.3節中規定：“為減少感應過電壓，應在發電機的主線上使用屏蔽電纜”。 如果橫截面足夠大（最小16mm²Cu），則電纜屏蔽層也可用於傳導局部雷電流。 補充文件（圖5）–光伏系統防雷–由ABB（（德國）電氣，電子和信息技術協會防雷和雷電研究委員會發布）規定，應屏蔽發電機的主幹線。 這意味著儘管兩側都需要浪湧電壓避雷器（SPD類型1），但不需要雷電流避雷器（SPD類型2）。 如圖5所示，一條屏蔽的主發電機線提供了一種實用的解決方案，並在此過程中達到了LPZ 1狀態。 以這種方式，按照標準規範部署了SPD 2型避雷器。

現成的解決方案

為了確保現場安裝盡可能簡單，LSP提供了現成的解決方案來保護逆變器的DC和AC端。 即插即用的PV盒減少了安裝時間。 LSP還將根據您的要求執行特定於客戶的組裝。 有關更多信息，請訪問www.lsp-international.com。

注意：

必須遵守特定國家的標準和準則

[1] DIN VDE 0100（VDE 0100）第712部分：2006-06，特殊安裝或位置的要求。 太陽能光伏（PV）電源系統

[2] DIN EN 62305-3（VDE 0185-305-3）2006-10防雷，第3部分：設施和人員的保護，增補2，根據防護等級或危險等級III LPL的解釋，增補5，防雷光伏發電系統的浪湧和浪湧保護

[3] VdS指令2010：2005-07以風險為導向的雷電和電湧保護； 預防損失指南，VdSSchadenverhütungVerlag（出版商）

[4] DIN EN 61643-11（VDE 675-6-11）：2007-08低壓電湧保護器–第11部分：低壓電力系統中使用的電湧保護器–要求和測試

[5] IEC 62305-3防雷措施–第3部分：結構的物理損壞和生命危險

[6] IEC 62305-4防雷–第4部分：結構內的電氣和電子系統

[7] prEN 50539-11低壓電湧保護器–包括直流電在內的特定應用的電湧保護器–第11部分：光伏應用中SPD的要求和測試

[8]直流區域電湧保護的法國產品標準UTE C 61-740-51