Kompletan vodič za SPD za PV sisteme i zaštitu od prenapona solarnih panela

Često se osjećam pod stresom kada vidim da su solarni projekti oštećeni iznenadnim prenaponima, pa se oslanjam na Uređaj za zaštitu od prenapona da bi svaki sistem bio stabilan.

A Uređaj za zaštitu od prenapona Štiti PV sisteme preusmjeravanjem opasnih naponskih skokova dalje od panela, invertora i električnih kola. Smanjuje vrijeme zastoja, sprječava kvar opreme i osigurava dugoročnu sigurnost za AC i DC stranu solarne instalacije.

U ovom vodiču ću vas provesti kroz svaki dio zaštite od prenapona solarne energije kako biste mogli donositi sigurne tehničke odluke za bilo koji PV projekat.

Šta je SPD i zašto je potreban solarnim PV sistemima

Ranije sam viđao kako fotonaponski sistemi otkazuju zbog neočekivanog prenapona, tako da sada nikada ne dizajniram projekat bez odgovarajućeg znanja. Uređaj za zaštitu od prenapona na mjestu.

Solarni SPD štiti PV sisteme apsorbiranjem ili preusmjeravanjem prenapona groma, preklapanjem tranzijenata i poremećajima u radu elektroenergetske mreže prije nego što dođu do osjetljivih komponenti. Pomaže u sprječavanju oštećenja invertera, smanjuje troškove održavanja i osigurava stabilno vrijeme rada sistema.

Solarne PV instalacije rade na otvorenom, tako da se suočavaju sa stalnim električnim rizicima od munja, kvarova u mreži i prekidanja. Budući da su paneli i inverteri bazirani na poluprovodnicima, vrlo su osjetljivi čak i na male prenapone. U mom radu s različitim fabrikama i EPC kompanijama, vidio sam da rani kvar gotovo uvijek dolazi od izloženosti prenaponu, a ne od rutinske degradacije. Zato zaštitu od prenapona tretiram kao osnovni zahtjev dizajna, a ne kao opcionalni dodatak.

Definicija SPD-a u električnim i solarnim sistemima

SPD je uređaj koji preusmjerava tranzijentni prenapon na sistem uzemljenja. U PV sistemima, štiti DC lance, invertere, kombinovane kutije, AC distribuciju i komunikacijske linije.

Uobičajeni uzroci prenapona u fotonaponskim instalacijama

Fotonaponski sistemi se suočavaju sa porastom opterećenja zbog:
• munja (direktna ili inducirana)
• preklopne operacije
• poremećaji u elektroenergetskoj mreži
• dugi kablovi koji pojačavaju prolazne napone

Zašto je zaštita od prenapona ključna za solarne panele i invertere

Paneli i inverteri se lako oštećuju kratkotrajnim skokovima napona. Kada posjećujem fabrike, većina oštećenih invertera pokazuje jasne tragove prenapona na ulaznom stepenu. Ispravni SPD-ovi značajno smanjuju ovaj rizik.

Kako MOV tehnologija funkcioniše unutar uređaja za zaštitu od prenapona

Sjećam se prvog puta kada sam otvorio neispravan SPD; MOV blok je ispričao cijelu priču o tome kako se sistem suočio s ogromnim porastom napona.

MOV tehnologija omogućava Uređaj za zaštitu od prenapona za ograničavanje visokog napona prelaskom s visokog na niski otpor u roku od mikrosekundi. Apsorbira višak energije i sigurno je šalje u zemlju prije nego što se oprema ošteti.

MOV je srce većine industrijskih SPD dizajna. Često objašnjavam timovima za nabavku da kvalitet MOV-a određuje dugoročnu stabilnost. Slab MOV znači ranu degradaciju i nepredvidive nivoe zaštite. Zato su to fabrike koje zahtijevaju pouzdane... zaštita od prenapona za fabrike Uvijek testirajte ponašanje MOV-a pod ponovljenim ciklusima opterećenja prije odobravanja dobavljača.

Šta je MOV i kako funkcioniše

MOV (Metal-oksidni varistor) se ponaša kao otpornik zavisan od napona. Kada je napon normalan, blokira struju. Kada napon poraste iznad praga, odmah odvodi prenapon u masu.

Ponašanje MOV-a tokom naponskih skokova

Tokom skoka, otpor MOV-a naglo opada, stvarajući siguran put za udarnu struju. Nakon zatvaranja, vraća se na visoki otpor.

Načini kvara MOV-a i sigurnosna razmatranja

Uobičajeni kvarovi MOV-a uključuju pregrijavanje, habanje i termalni bijeg. Zato uvijek preporučujem module za termičko isključivanje za PV SPD-ove.

Vrste uređaja za zaštitu od prenapona koji se koriste u solarnim sistemima

Nakon godina rada na revizijama fabrika i solarnim projektima, naučio sam da odabir ispravnog tipa SPD-a određuje hoće li PV sistem preživjeti sezonu grmljavine.

Tip 1, Tip 2SPD-ovi tipa 3 pružaju različite nivoe zaštite od udara groma i prenapona. Tip 1 se bavi direktnim udarom groma, tip 2 upravlja prenaponom, a tip 3 štiti krajnje uređaje i osjetljivu elektroniku.

Mnogi timovi za nabavku fokusiraju se na razlike u cijenama između tipova SPD-a, ali uvijek objašnjavam da svaki tip igra drugačiju ulogu. Sistem najbolje funkcioniše kada su koordinirani kao potpuni lanac zaštite. Solarne EPC kompanije koje preskoče jedan tip često se suočavaju sa ponavljajućim kvarovima invertera tokom oluja. U nastavku slijedi kratko poređenje:

Tabela 1 – Vrste SPD-ova i njihove funkcije

Prekidač za zaštitu od groma tipa 1

Koristi se na servisnim ulazima za odvod velikih struja groma.

SPD tipa 2 za zaštitu od prenapona

Instalira se u blizini invertora radi zaštite od preklapanja i induciranih prenapona.

Prekidač za zaštitu terminalnih uređaja tipa 3

Koristi se unutar osjetljivih upravljačkih krugova.

Odabir pravog SPD-a za PV primjene

Uvijek prilagođavam tip SPD-a nivou groma, naponu instalacije, osjetljivosti opreme i uvjetima uzemljenja.

Vodič za instalaciju SPD-a za PV panele i invertere

Vidio sam mnogo projekata koji su propali jednostavno zato što je SPD instaliran na pogrešnoj lokaciji, čak i ako je sam uređaj bio visokog kvaliteta.

SPD-ovi moraju biti instalirani blizu zaštićene opreme, s kratkim kablovima, ispravnim polaritetom, pravilnim uzemljenjem i odgovarajućim tipom SPD-a na obje strane PV sistema, AC i DC.

Ispravna instalacija je važnija od marke. Čak i najbolji industrijski SPD postaje neefikasan ako je kabel predugačak. Često tehničarima pokazujem kako dodatnih 20 cm kabela može udvostručiti preostali napon, što može uništiti ulaznu ploču invertera.

Gdje instalirati SPD u PV sistemu

SPD-ovi moraju biti postavljeni na DC kombinatorske kutije, DC ulazi invertera, AC izlazi invertera i glavna AC distribucija.

Koraci instalacije DC SPD-a na strani

• povezivanje sa svakim ulazom niza
• osigurajte usklađenost polariteta
• Dužina kabla treba biti manja od 0,5 m

Koraci instalacije SPD-a na AC strani

• instalirajte blizu izlaznih terminala invertera
• spojite na PE uzemljenje
• pridržavajte se pravila ožičenja TN/TT sistema

Uobičajene greške pri instalaciji koje treba izbjegavati

Najveće greške uključuju duge vodove, nedostajuće uzemljenje, pogrešan tip SPD-a i netačan nazivni napon.

Zahtjevi za zaštitu od prenapona DC i AC za solarne sisteme

Često provjeravam PV lokacije gdje nazivna vrijednost SPD-a ne odgovara naponu otvorenog kola panela, što stvara skriveni rizik za cijeli sistem.

PV SPD-ovi moraju odgovarati nazivnom DC naponu, nazivnom naponu AC mreže, sistemu uzemljenja, pravilima koordinacije i kategoriji instalacije kako bi se osigurala stabilna zaštita u cijelom PV sistemu.

Ispod je tabela za poređenje rejtinga koju mnogi timovi za nabavku smatraju korisnom:

Tabela 2 – Zahtjevi za SPD ocjenu za PV instalacije

Nazivni naponi i struje za PV SPD

Uvijek uskladite Ucpv SPD-a s maksimalnim Voc niza pri niskim temperaturama.

Zahtjevi za uzemljenje

Dobro uzemljenje drastično smanjuje udarnu energiju. Uvijek provjeravam otpor uzemljenja prije instalacije SPD-a.

Koordinacija SPD-a između AC i DC strane

Za efikasnu koordinaciju koristite Tip 1 na glavnoj AC ploči i Tip 2 blizu invertera.

SPD vs. odvodnik prenapona: Ključne razlike za PV zaštitu

Mnogi kupci me pitaju da li bi trebali koristiti SPD ili odvodnik prenapona, a moj odgovor je uvijek: oni imaju različite uloge.

Odvodnik prenapona obrađuje velike vanjske udare groma, dok SPD štiti opremu od vanjskog i unutarnjeg prenapona. Većina PV sistema ima koristi od korištenja oba.

Tabela 3 – SPD u odnosu na odvodnik prenapona

Kako funkcionišu odvodnici prenapona u odnosu na SPD-ove

Odvodnici prenapona ispuštaju veliku energiju groma, ali reagiraju sporije od SPD-ova.

Koji je bolji za fotonaponsku zaštitu od groma?

SPD-ovi bolje štite osjetljivu elektroniku, dok odvodnici prenapona štite strukturu zgrade.

Kada koristiti oboje u solarnoj instalaciji

Uvijek koristim oba za velike ili visokorizične PV projekte.

Zaključak

Koristite visokokvalitetni Uređaj za zaštitu od prenapona kako bi svaki solarni PV sistem bio siguran, stabilan i spreman za dugoročni rad.

Često postavljana pitanja o SPD-u, MOV-u i zaštiti od groma za solarne panele

Mogu li koristiti dva SPD-a u seriji?

Da, sve dok se poštuju pravila koordinacije.

Da li solarnim panelima treba AC ili DC SPD?

I AC i DC strana zahtijevaju zaštitu.

Koliko dugo traje SPD?

Obično 5-10 godina, ovisno o izloženosti prenaponu.

Šta se dešava kada SPD zakaže?

Isključuje se iznutra kako bi se izbjegao rizik od požara.