Dispozitive de protecție la supratensiune CC și CA pentru sisteme solare și fotovoltaice

Am văzut prea multe proiecte solare eșuând după o singură furtună cu fulgere, așa că mă bazez pe un Dispozitiv de protecție la supratensiune pentru a opri daunele înainte ca acestea să ajungă la panouri și invertoare.

O Dispozitiv de protecție la supratensiune pentru sistemele solare și fotovoltaice protejează circuitele de curent continuu și alternativ de trăsnet și supratensiuni prin devierea în siguranță a excesului de tensiune către masă, prevenind defectarea echipamentelor și timpii de nefuncționare.

Dacă doriți un randament stabil, costuri de întreținere previzibile și o durată lungă de viață a sistemului, înțelegerea modului în care funcționează descărcătoarele de curent continuu și alternativ este următorul pas logic.

Ce este un/o Dispozitiv de protecție la supratensiune DC pentru sisteme solare

Întâlnesc adesea cumpărători care subestimează supratensiunile de curent continuu, până când un eveniment distruge un invertor. De aceea, încep întotdeauna cu protecția la curent continuu.

Un dispozitiv de protecție la supratensiune de curent continuu din sistemele solare limitează supratensiunea tranzitorie pe circuitele de curent continuu prin blocarea supratensiunilor și descărcarea lor la masă, protejând panourile fotovoltaice, cablurile și invertoarele.

Proiectez protecția de curent continuu pornind de la o idee simplă: panourile fotovoltaice sunt conductori lungi și expuși. Se comportă ca niște antene în timpul evenimentelor de trăsnet. Chiar și fulgerul indirect poate induce mii de volți în șirurile de curent continuu. A Dispozitiv de protecție la supratensiune instalat lângă combinatorul de panouri sau intrarea de curent continuu a invertorului acționează ca o supapă de siguranță cu răspuns rapid. Nu oprește fulgerul, dar redirecționează energia de supratensiune departe de componentele electronice sensibile.

În proiectele reale, verific întotdeauna trei elemente de bază. În primul rând, tensiunea maximă de curent continuu a tabloului de distribuție în condiții de frig. În al doilea rând, calitatea împământării. În al treilea rând, lungimea traseului cablurilor. Descărcătoarele de curent continuu funcționează bine doar atunci când rezistența la împământare este scăzută, iar traseele cablurilor sunt scurte. Acest lucru este esențial pentru protecția la supratensiune în fabrici și sisteme mari de acoperișuri, unde cablurile sunt lungi.

Din experiența mea, multe defecțiuni atribuite „calității slabe a invertorului” sunt de fapt descărcătoare de curent continuu lipsă sau subdimensionate. Un descărcător industrial adecvat pe partea de curent continuu reduce dramatic costurile de înlocuire și de nefuncționare.

Dispozitive de protecție la supratensiune CC pentru energie fotovoltaică și solară

De obicei, le spun managerilor de achiziții că descărcătoarele de curent continuu nu sunt accesorii opționale. Sunt componente de protecție esențiale.

Dispozitive de protecție la supratensiune în curent continuu pentru sisteme fotovoltaice și solare protejează șirurile și echipamentele de curent continuu de supratensiuni induse de trăsnet și tranzitorii de comutare în instalațiile exterioare.

Când planific protecția la supratensiune în curent continuu, mă uit mai întâi la configurația sistemului. Panourile fotovoltaice de pe acoperiș, panourile montate la sol și centralele la scară largă se comportă diferit în timpul evenimentelor de supratensiune. Dispozitiv de protecție la supratensiune Instalarea într-o cutie combinatoare de curent continuu reduce stresul asupra componentelor electronice din aval. În sistemele mai mari, utilizez adesea protecție coordonată cu SPD-uri la nivelul tabloului de distribuție și al invertorului.

Mai jos este o comparație practică pe care o folosesc atunci când aleg descărcătoare de curent continuu:

Această abordare funcționează bine pentru proiectele industriale de descărcări de tensiune (SPD) unde timpul de funcționare este important. De asemenea, reduce disputele legate de garanție, deoarece daunele cauzate de supratensiune sunt atenuate în mod clar.

Explicația tensiunii nominale a dispozitivelor de protecție la supratensiune CC

Le reamintesc întotdeauna cumpărătorilor că greșelile de tensiune nominală sunt printre cele mai costisitoare erori în protecția la supratensiune în curent continuu.

Tensiunile nominale ale dispozitivului de protecție la supratensiune în curent continuu trebuie să depășească tensiunea maximă în circuit deschis a sistemului fotovoltaic pentru a evita defectarea prematură și pierderea protecției.

În practică, nu selectez niciodată un descărcător de curent continuu egal cu tensiunea nominală. Temperatura afectează semnificativ tensiunea fotovoltaică. Vremea rece poate împinge tensiunea șirurilor mult peste valorile de pe etichetă. De aceea, prefer o marjă de siguranță de cel puțin 20%.

Iată cum potrivesc de obicei valorile nominale ale tensiunii:

Utilizarea valorii corecte prelungește durata de viață a descărcătoarelor de tensiune (SPD) și asigură o performanță previzibilă. Acest lucru este important pentru cumpărători precum Jeff, care își doresc o calitate stabilă și un cost total de proprietate redus.

Protecție la supratensiune CC pentru panouri fotovoltaice și invertoare

Mă concentrez foarte mult pe invertor, deoarece este cea mai scumpă și sensibilă componentă.

Protecția la supratensiune CC dintre panourile fotovoltaice și invertoare limitează energia tranzitorie înainte ca aceasta să pătrundă în componentele electronice ale invertorului, prevenind deteriorarea catastrofală și oprirea sistemului.

Conform datelor de teren, majoritatea defecțiunilor invertorului se produc la intrarea în curent continuu. Cablurile lungi de curent continuu colectează energie de supratensiune și, fără... Dispozitiv de protecție la supratensiune, invertorul absoarbe șocul. Întotdeauna instalez descărcătoare de curent continuu cât mai aproape de bornele invertorului.

În sistemele fotovoltaice moderne care utilizează 1000V sau mai mult, protecția coordonată este esențială. Un singur descărcător de tensiune (SPD) la nivelul panoului nu este suficient. Protecția stratificată reduce tensiunea reziduală și îmbunătățește fiabilitatea sistemului. Această abordare este utilizată pe scară largă în protecția la supratensiune pentru fabricile unde timpul de nefuncționare este inacceptabil.

Configurația polilor dispozitivelor de protecție la supratensiune în curent continuu

Deseori văd confuzii legate de stâlpi, în special în sistemele fotovoltaice plutitoare versus cele legate la pământ.

Configurația polilor dispozitivului de protecție la supratensiune în curent continuu depinde de împământarea sistemului și de dispunerea conductorilor, asigurând protecția completă a căilor pozitive, negative și de împământare.

Pentru majoritatea sistemelor fotovoltaice, descărcătoarele de curent continuu bipolare (2P) sunt comune. Acestea protejează liniile pozitive și negative la masă. În sistemele mai complexe, pot fi necesare configurații tripolare. Verific întotdeauna topologia împământării înainte de selecția finală. O configurație greșită a polilor reduce eficacitatea protecției și crește riscul de defecțiune.

Dispozitive de protecție la supratensiune CA Utilizat în sistemele solare

Tratez protecția la curent alternativ ca a doua linie de apărare după protecția la curent continuu.

Dispozitivele de protecție la supratensiune de curent alternativ protejează invertoarele, tablourile de distribuție și sarcinile de supratensiunile care pătrund prin rețeaua electrică sau prin evenimentele de comutare interne.

Descărcătoarele de curent alternativ (SPD) sunt selectate în funcție de configurația tensiunii și a fazelor. Sistemele rezidențiale utilizează adesea descărcătoare de curent de 110 V sau 275 V, în timp ce sistemele industriale utilizează dispozitive de 385 V. Pentru sistemele trifazate, configurațiile 3P+NPE oferă o protecție echilibrată.

Un descărcător de curent alternativ industrial protejează nu doar echipamentele solare, ci și sarcinile conectate.

Cum să alegi Dispozitiv de protecție la supratensiune dreapta pentru energie solară

Păstrez selecția simplă, deoarece complicațiile excesive cauzează greșeli.

Alegerea dispozitivului de protecție la supratensiune potrivit înseamnă potrivirea tensiunii, tipului de sistem, locației de instalare și nivelului de risc pentru o protecție fiabilă pe termen lung.

Recomand întotdeauna utilizarea de produse certificate, cu valori clare ale descărcărilor de supratensiune și protecție termică. Evitați să combinați incorect descărcătoarele de curent alternativ și de curent continuu. Multe defecțiuni apar din cauza instalării descărcătoarelor de curent alternativ pe circuite de curent continuu. Colaborarea cu un furnizor care înțelege comportamentul descărcătoarelor de supratensiune face o diferență reală.

Concluzie

Alege corect Dispozitiv de protecție la supratensiune astăzi pentru a vă proteja investiția în energie solară și a vă menține sistemul funcțional mâine.

FAQ

Î1: Chiar au nevoie sistemele solare de protecție la supratensiune în curent continuu?

Da. Panourile fotovoltaice sunt foarte expuse, iar supratensiunile de curent continuu sunt o cauză principală a defecțiunii invertoarelor.

Î2: Poate un SPD să protejeze atât circuitele de curent alternativ, cât și cele de curent continu?

Nu. Circuitele de curent alternativ și de curent continu necesită modele și valori nominale diferite pentru SPD.

Î3: Cât de des ar trebui înlocuit un dispozitiv de protecție la supratensiune?

Depinde de expunerea la supratensiune, dar se recomandă o inspecție regulată în fiecare an.

Î4: Este întotdeauna mai bine un rating kA mai mare?

Nu întotdeauna. Trebuie să corespundă riscului sistemului și locației de instalare.

Î5: Poate o împământare deficitară să reducă performanța SPD-ului?

Da. Calitatea împământării afectează direct eficiența devierii supratensiunii.