Zakaj je prenapetostna zaščita ključnega pomena v sončnih fotonapetostnih sistemih?

Ko inženirji razpravljajo kako načrtovati sončni fotonapetostni sistem Pri arhitekturah se poudarek pogosto daje na dimenzioniranje sončnega fotonapetostnega sistema, izbiro razsmernika in konfiguracijo baterij. Vendar pa je ključni dejavnik, ki neposredno vpliva na zanesljivost sistema, prenapetostna zaščita.

Prehodni pojavi in ​​preklopne prenapetosti, ki jih povzroči strela, so med najpogostejšimi vzroki za okvaro razsmernika, poškodbe MPPT-jev in okvare krmilnega sistema. Brez pravilno zasnovane prenapetostne zaščite fotonapetostnega sistema lahko tudi dobro zasnovan sončni sistem utrpi nepričakovane izpade in draga popravila.

V sodobnem načrtovanje sončnih fotonapetostnih sistemov, prenapetostna zaščita ni neobvezna – je sestavni del električne varnosti in dolgoročne zmogljivosti.

Kako sončni fotonapetostni prenapetostniki (SPD) ščitijo pred prehodno prenapetostjo?

Pravilno izbran sončna fotonapetostna pretvornika (SPD) (naprava za prenapetostno zaščito pred sončno energijo) omejuje prehodno prenapetost tako, da prenapetostno energijo varno preusmeri v zemljo, preden doseže občutljive komponente.

Viri prenapetosti v sončnih fotonapetostnih sistemih

1. Neposredni ali bližnji udari strele

2. Inducirane prenapetosti na dolgih enosmernih kablih

3. Preklopne prenapetosti zaradi motenj v omrežju

4. Notranje preklapljanje razsmernikov in velikih obremenitev

Oba omrežno vezani sončni fotonapetostni sistem in sončni fotonapetostni sistem brez omrežja konfiguracije so ranljive za te motnje. Arhitekture hibridnih sončnih fotonapetostnih sistemov se soočajo s še bolj kompleksno izpostavljenostjo prenapetosti zaradi interakcije baterije in omrežja.

Zaščitni mehanizem v enosmernih in izmeničnih tokokrogih

Sončni fotonapetostni sistemi vsebujejo tako enosmerne kot izmenične dele:

• Stran enosmernega toka: Med sončnimi paneli in razsmernikom

• Stran AC: Med razsmernikom in razdelilnikom

Na enosmerni strani visokonapetostni nizi – zlasti v velikih komercialnih nizih – zahtevajo specializirano zaščito, kot je ustrezno dimenzionirana naprava za zaščito pred prenapetostjo zasnovano za vhodne tokokroge PV. Pri visokonapetostnih aplikacijah morajo DC SPD-ji ustrezati napetosti sistema in razredu izolacije.

Profesionalna kakovost Zaščita pred prenapetostjo enosmernega toka Rešitve so posebej zasnovane za fotovoltaična okolja z visokimi napetostmi odprtega tokokroga in nihajočimi tokovnimi nivoji.

Na strani izmeničnega toka je na izhodu razsmernika in glavni razdelilniku nameščena prenapetostna zaščita za zaščito pred motnjami v omrežju.

Kje naj bodo nameščene naprave za prenapetostno zaščito sončne energije?

Pravilna lokacija namestitve je bistvenega pomena pri postavitev sončnega fotonapetostnega sistema načrtovanje.

1. Na PV nizu (zaščita na strani enosmernega toka)

Za sisteme z dolgimi kabelskimi progami ali izpostavljenimi strešnimi nizi:

• Namestite SPD blizu kombinirane omarice

• Ali pa integrirajte SPD znotraj vhodnega odseka DC inverterja

To ščiti enosmerne priključke razsmernika pred induciranimi prenapetostmi.

2. Na izhodu AC pretvornika

V omrežno vezani sončni fotonapetostni sistem, SPD-ji so običajno nameščeni:

• Na izhodnih AC priključkih pretvornika

• Na glavni razdelilniku izmeničnega toka

To zagotavlja omejitev prenapetosti po celotni poti.

3. Pri sistemih za shranjevanje energije v baterijah (hibridnih / izven omrežja)

V hibridni sončni fotonapetostni sistem in sončni fotonapetostni sistem brez omrežja modeli:

• Namestitev SPD-jev na vodilo enosmernega toka akumulatorja

• Zaščitite vhod/izhod MPPT regulatorja polnjenja

• Zagotovite pravilno povezavo z ozemljitvenim sistemom

Baterijski sistemi povečajo občutljivost sistema, ker močnostna elektronika deluje neprekinjeno pod obremenitvijo.

Kako vključiti prenapetostno zaščito v zasnovo sončnih fotonapetostnih sistemov?

Če ocenjujete kako načrtovati sončni fotonapetostni sistem Pravilno je treba prenapetostno zaščito načrtovati že v zgodnji fazi načrtovanja – ne pa dodajati kasneje.

1. korak: Pri dimenzioniranju sončnega PV sistema upoštevajte prenapetostno zaščito

Med dimenzioniranje sončnih fotonapetostnih sistemov, inženirji izračunajo:

• Izračun velikosti sončnih panelov

• Velikost sončnega inverterja

• Velikost baterijskega sklopa za sončno energijo

Hkrati je treba določiti nivoje napetosti sistema. Izbira SPD je neposredno odvisna od:

• Največja napetost odprtega tokokroga (Voc)

• Nazivna izmenična napetost

• Vrsta ozemljitvenega sistema

Če to ignorirate v fazi dimenzioniranja, se pogosto zgodi, da so ocene SPD neusklajene.

2. korak: Integracija SPD-jev v sončno fotonapetostno ravnovesje sistema (BOS)

Naprave za prenapetostno zaščito so del sončna fotonapetostna bilanca sistema BOS, ki vključuje:

• Kombinacijske škatle

• Odklopniki enosmernega toka

• Odklopniki izmeničnega toka

• MPPT krmilnik polnjenja

• Sistemi za spremljanje

Za zagotovitev selektivnega delovanja je treba SPD-je uskladiti z odklopniki in odklopnimi napravami.

Zanesljive rešitve za prenapetostno zaščito fotonapetostnih sistemov morajo biti združljive z zahtevami glede fotovoltaične izolacije in okoljskimi pogoji.

Specializirane tehnologije fotovoltaične zaščite na ravni proizvajalca lahko raziščete prek Leikexing za boljše razumevanje strategij integracije.

Za smernice za implementacijo na strani DC so na voljo tehnične reference v namenskem Zaščita pred prenapetostjo enosmernega toka viri.

3. korak: Optimizacija ozemljitve in postavitve kablov

Učinkovita prenapetostna zaščita zahteva:

• Nizkoimpedančna ozemljitev

• Kratki priključni kabli SPD

• Pravilna povezava med okvirjem PV in ozemljitvenim sistemom

• Izogibanje kabelskim zankam pri postavitvi sončnih fotonapetostnih sistemov

Nepravilna zasnova postavitve lahko znatno zmanjša učinkovitost SPD-ja, tudi če je nazivna vrednost naprave pravilna.

Zaključek

Razumevanje kako načrtovati sončni fotonapetostni sistem Infrastruktura presega izbiro modulov in zmogljivost razsmernikov. Odporen sistem mora vključevati strukturirano prenapetostno zaščito fotonapetostnega sistema v tokokrogih enosmernega in izmeničnega tokokroga.

Z integracijo naprav za prenapetostno zaščito v komponente sončnega fotonapetostnega sistema že od samega začetka – med dimenzioniranjem in načrtovanjem postavitve sončnega fotonapetostnega sistema – lahko inženirji znatno izboljšajo stabilnost, varnost in dolgoročno obratovalno zanesljivost sistema.

Za tehnično svetovanje o integraciji prenapetostne zaščite v kompleksne fotovoltaične arhitekture lahko zahtevate neposredno inženirsko podporo prek uradnega kontaktna stran.

Pogosto zastavljena vprašanja (FAQ)

Zakaj je prenapetostna zaščita pomembna pri načrtovanju sončnih fotonapetostnih sistemov?

Prenapetostna zaščita preprečuje, da bi prehodna prenapetost poškodovala razsmernike, MPPT krmilnike polnjenja, baterijske sisteme in nadzorno elektroniko, kar zagotavlja dolgoročno stabilnost delovanja.

Ali vsak sončni fotonapetostni sistem potrebuje sončni fotonapetostni zaščitni pretvornik (SPD)?

Da. Tako konfiguracije sončnih fotonapetostnih sistemov, vezanih na omrežje, kot tudi konfiguracije, ki niso priključeni na omrežje, morajo vključevati ustrezno dimenzionirane prenapetostne zaščitne pretvornike (SPD) na enosmerni in izmenični strani za zaščito pred strelo in prenapetostnimi prenapetostmi.

Kako izberem pravilno napravo za prenapetostno zaščito pred sončno energijo?

Izbira je odvisna od napetosti sistema, vrste razsmernika, konfiguracije ozemljitve in največje napetosti odprtega tokokroga, določene med dimenzioniranjem sončnega PV sistema.

Kam naj bodo nameščeni SPD-ji v hibridnem sončnem fotonapetostnem sistemu?

V hibridnih sistemih je treba SPD namestiti na enosmerno stran PV polja, izhod AC razsmernika in enosmerno vodilo akumulatorja, da se zagotovi zaščita celotne poti.

Ali je prenapetostna zaščita del sončne fotovoltaične bilance sistema (BOS)?

Da. Naprave za prenapetostno zaščito so uvrščene v sončno fotonapetostno ravnovesje sistema BOS, skupaj z odklopniki, kabli in opremo za združevanje.