Sissejuhatus: Kaitsmete kriitiline roll kaasaegsetes PV-süsteemides
Päikeseenergia kiiresti areneval maastikul on inverter iga fotogalvaanilise (PV) süsteemi intelligentne süda, mis muudab päikesepaneelide alalisvoolu kasutatavaks vahelduvvooluks (AC). Selle kriitilise komponendi-ja kogu süsteemi{2}}ohutus ja pikaealisus sõltuvad aga suuresti vähem glamuursest, kuid sama olulisest eestkostjast: kaitsmest. Kuna päikeseenergiarakendused jagunevad nii võrgu-seotud kui ka välja{5}}võrgukonfiguratsioonideks, muutub esmatähtsaks õige kaitsme valimine, mis on täielikult ühilduv konkreetse inverteritüübiga.
1. Süsteemi konteksti mõistmine: sees-võrk vs. väljas-võrk
Päikesesüsteemi põhiline töörežiim määrab elektrikeskkonna ja sellest tulenevalt ka kaitsenõuded.
-Võrgusüsteemides:Need süsteemid on sünkroonitud kommunaalvõrguga. Inverter peab täpselt vastama võrgu pingele, sagedusele ja faasile. Siin on peamine turvafunktsioonkiire väljalülitamine, mida sageli nõuavad sellised eeskirjad nagu NEC Ameerika Ühendriikides. Selleks on vaja komponente, sealhulgas kaitseseadmeid, mis hõlbustavad tuletõrjujate ohutuse ja hoolduse tagamiseks{1}}alalisvoolujuhtmete kiiret pingest vabastamist. Võrgusüsteemides olevad-kaitsmed peavad vastama potentsiaalsetele rikkevooludele, mida saab toita nii päikesepaneelist kui ka võrgust endast.
Väljas{0}}Võrgusüsteemid:Need süsteemid, mis töötavad elektrivõrgust sõltumatult, toetuvad energia salvestamiseks akupankadele. Siin töötavad inverterid sageli "hübriid" režiimides, haldades elektrienergiat PV-paneelide, akude ja koormuste vahel. Elektriline dünaamika on erinev, kuna suurte koormuste käivitamisel või muunduri toiteallikate vahel lülitumisel võib tekkida suurem tõukevool. Kaitsmed peavad nendele tingimustele vastu pidama, ilma et see häiriks, pakkudes samal ajal usaldusväärset rikkeisolatsiooni.
2. Inverterite võtmekaitsme ühilduvusparameetrid
Ühilduva kaitsme valimine hõlmab mitmete tehniliste näitajate sobitamist inverteri nõuete ja süsteemi konstruktsiooniga.
Pinge nimipinge (DC & AC):See on kõige kriitilisem parameeter. Kaitsme nimipinge peab ületama süsteemi maksimaalset pinget. Alalisvoolu poolel (paneelide ja inverteri vahel) on see sageli 600 V, 1000 V või 1500 V alalisvool. Inverteri vahelduvvoolu väljundi poolel peab nimiväärtus vastama inverteri vahelduvvoolu väljundpingele või ületama seda (nt 120 V/240 V ühefaasiliste{10}}faaside puhul, 480 V kolmefaasiliste kaubanduslike süsteemide puhul). Alahinnatud kaitsme kasutamine
Praegune hinnang:Kaitsme voolutugevus tuleks hoolikalt valida, võttes aluseks alalisvoolu poolel oleva maksimaalse pideva voolu (Imp PV stringide jaoks, Isc rikkearvutuste jaoks) ja inverteri maksimaalse pideva vahelduvvoolu väljundvoolu. Levinud tava on valida kaitsme nimiväärtusega 125% kuni 175% töövoolust, et vältida avanemist tavalistes liigpingetingimustes, tagades samal ajal kaitse.
Katkestuste reiting (IR):Tuntud ka kui katkestusvõimsus, see on maksimaalne rikkevool, mida kaitsme saab ohutult katkestada. See peab olema suurem kui paigalduskohas saadaolev-lühisvool. On-võrgusüsteemides võib mitme PV stringi ja jäiga elektrivõrgu kombineeritud rikete panus olla märkimisväärne, mistõttu on vaja kõrge infrapunakiirgusega kaitsmeid.
Aeg{0}}praegune karakteristik:Kaitsmed liigitatakse kiirelt -toimivateks (pooljuhtkaitse) või viivitusega{1}} (mootori/trafo sisselülitamiseks). PV-süsteemides eelistatakse sageli alalisvoolusisendil aja-viivitust või "aeglast-puhumist" kaitsmeid, et taluda ajutisi voolutugevusi kiirgustiheduse muutumisest ilma töötamata, kaitstes samas pideva ülekoormuse või lühiste eest.
Sertifikaadid ja standardid:Rahvusvaheliste ohutusstandardite järgimine ei ole{0}}läbirääkimine. Otsige konkreetse rakenduse jaoks tunnustatud asutuste poolt sertifitseeritud kaitsmeid (nt UL/CSA Põhja-Ameerika jaoks, IEC Euroopa jaoks, BV jne). Need sertifikaadid tagavad, et kaitsme toimivust ja ohutust on kindlaksmääratud tingimustel testitud.
3. Rakendus-Konkreetsed kaalutlused ja parimad tavad
Sees{0}}võrguinverterite puhul:Eelistage kaitsmeid, mis toetavad süsteemi{0}}taseme kiire väljalülitamise nõudeid. Tagada ühilduvus inverteri sisseehitatud-kaitsealgoritmidega. Kaitsme tuleb hooldusprotokollide osana kontrollimiseks ja väljavahetamiseks paigaldada kergesti ligipääsetavasse kohta.
Väljalülitatud{0}}võrk/hübriidinverterid:Arvestades muutuvaid koormusi ja laadimistsükleid, tuleks erilist tähelepanu pöörata kaitsme võimele taluda tsüklilist koormust ilma halvenemiseta. Kaitse pole vajalik mitte ainult PV-sisendil, vaid ka akupanga ühendusel inverteriga, kus voolud võivad olla kahesuunalised. Soovitatav on valida tugeva konstruktsiooniga kaitsmed potentsiaalselt karmi keskkonna jaoks (nt akuruumid).
Üldised parimad tavad:
1. Süsteemi disain kõigepealt:Kaitsme valik ei ole järelmõte. See tuleb arvutatud rikkevoolude ja tööparameetrite põhjal integreerida süsteemi esialgsesse projekti.
2. Konsulteerige tootja andmetega:Vaadake alati päikeseinverteri tootja paigaldusjuhendit. Tavaliselt pakuvad need selgesõnalisi nõudeid või soovitusi kaitsme tüübi, nimiväärtuse ja asukoha kohta.
3. Kvaliteet ja hankimine:Kasutage mainekate tootjate kvaliteetseid{0}}kaitsmeid. Madalama kvaliteediga kaitsmetel võivad olla ebatäpsed väljalülitusomadused, mis kujutavad endast tõsist tulekahjuohtu.
4. Õige paigaldus:Tagada õige paigaldus, klemmide pöördemomendi spetsifikatsioonid ja sobivate kaitsmehoidikute kasutamine, et minimeerida kontakttakistust ja soojuse teket.
Järeldus: ohutu päikeseenergia kogumise lahutamatu komponent
Kaitsmed on põhiline ohutuse nurgakivi nii elektrivõrgus kui ka võrgust väljas olevas-päikesesüsteemis. Selle ühilduvus päikeseinverteriga ei ole pelgalt tehniline märkeruut, vaid ka süsteemi vastupidavuse ja ohutuse määrav tegur. Kaitsmete spetsifikatsioonid -pinge, voolutugevus, katkestuste nimiväärtus ja reageerimisaeg-kohandades hoolikalt inverteri töörežiimi ainulaadsete nõudmistega, saavad süsteemidisainerid ja paigaldajad luua tugevaid PV-paigaldisi. See hoolsus tagab mitte ainult eeskirjade järgimise ja väärtuslike seadmete kaitse, vaid, mis kõige tähtsam, puhta energia pikaajalise ja ohutu tarnimise. Kuna invertertehnoloogia areneb suurema efektiivsuse ja suurema funktsionaalse integratsiooni suunas, suureneb täpselt konstrueeritud kaitsekomponentide, näiteks kaitsmete, roll ainult veelgi.