Комплетан водич за SPD за PV системе и заштиту од пренапона

Често се осећам под стресом када видим да су соларни пројекти оштећени изненадним пренапонама, па се ослањам на... Уређај за заштиту од пренапона да би сваки систем био стабилан.

А Уређај за заштиту од пренапона штити фотонапонске системе тако што одвраћа опасне напонске скокове даље од панела, инвертора и електричних кола. Смањује време застоја, спречава квар опреме и обезбеђује дугорочну безбедност и за наизменичну и за једносмерну страну соларне инсталације.

У овом водичу ћу вас провести кроз сваки део заштите од пренапона соларне енергије како бисте могли да доносите поуздане техничке одлуке за било који ПВ пројекат.

Шта је SPD и зашто је потребан соларним фотонапонским системима

Виђао сам да фотонапонски системи отказују због неочекиваног пренапона, тако да сада никада не дизајнирам пројекат без одговарајућег... Уређај за заштиту од пренапона на месту.

Соларни SPD штити фотонапонске системе апсорбујући или преусмеравајући пренапоне грома, пребацујући транзијенте и поремећаје у раду пре него што дођу до осетљивих компоненти. Помаже у спречавању оштећења инвертора, смањује трошкове одржавања и обезбеђује стабилно време рада система.

Соларне фотонапонске инсталације раде на отвореном, тако да се суочавају са сталним електричним ризицима од муње, кварова у мрежи и преклопних догађаја. Пошто су панели и инвертори базирани на полупроводницима, веома су осетљиви чак и на мале пренапоне. У свом раду са различитим фабрикама и EPC компанијама, видео сам да рани квар скоро увек долази од изложености пренапону, а не од рутинске деградације. Зато заштиту од пренапона третирам као основни захтев дизајна, а не као опциони додатак.

Дефиниција SPD-а у електричним и соларним системима

SPD је уређај који преусмерава пролазни пренапон на систем уземљења. У фотонапонским системима, штити DC низове, инверторе, комбиноване кутије, AC дистрибуцију и комуникационе линије.

Уобичајени узроци пренапона у фотонапонским инсталацијама

Фотонапонски системи се суочавају са скоковима због:
• муња (директна или индукована)
• операције пребацивања
• поремећаји у комуналној мрежи
• дугачки кабловски делови који појачавају пролазне напоне

Зашто је заштита од пренапона кључна за соларне панеле и инверторе

Панели и инвертори се лако оштећују услед краткотрајних скокова напона. Када посећујем фабрике, већина оштећених инвертора показује јасне трагове пренапона на улазном степену. Исправни SPD-ови значајно смањују овај ризик.

Како MOV технологија функционише унутар уређаја за заштиту од пренапона

Сећам се првог пута када сам отворио неисправни SPD; MOV блок је испричао целу причу о томе како се систем суочио са огромним налетом.

MOV технологија омогућава Уређај за заштиту од пренапона да ограничи високи напон преласком са високог на ниски отпор у року од микросекунди. Апсорбује вишак енергије и безбедно је шаље у земљу пре него што се опрема оштети.

MOV је срж већине индустријских SPD дизајна. Често објашњавам тимовима за набавку да квалитет MOV-а одређује дугорочну стабилност. Слаб MOV значи рану деградацију и непредвидиве нивое заштите. Зато су то фабрике које захтевају поуздане... заштита од пренапона за фабрике Увек тестирајте понашање MOV-а под поновљеним циклусима оптерећења пре него што одобрите добављача.

Шта је MOV и како функционише

МОВ (метал-оксидни варистор) се понаша као отпорник зависан од напона. Када је напон нормалан, он блокира струју. Када напон порасте изнад свог прага, он тренутно одводи пренапонски удар у земљу.

Понашање MOV-а током скокова напона

Током скока, отпор MOV-а нагло опада, стварајући безбедан пут за ударну струју. Након стезања, враћа се на висок отпор.

Режими отказа MOV-а и безбедносна разматрања

Уобичајени начини отказа MOV-а укључују прегревање, хабање и термички бег. Зато увек препоручујем модуле за термички прекидач за фотонапонске претвараче (SPD).

Врсте уређаја за заштиту од пренапона који се користе у соларним системима

Након година рада на фабричким ревизијама и соларним пројектима, научио сам да одабир исправног типа SPD-а одређује да ли ће фотонапонски систем преживети сезону грмљавине.

Тип 1, Тип 2, а SPD-ови типа 3 пружају различите нивое заштите од грома и пренапона. Тип 1 се бави директним громом, тип 2 управља пренапоном, а тип 3 штити крајње уређаје и осетљиву електронику.

Многи тимови за набавку се фокусирају на разлике у ценама између типова SPD-а, али увек објашњавам да сваки тип игра другачију улогу. Систем најбоље функционише када су координисани као потпуни ланац заштите. Компаније за соларну енергију и програмирање које прескоче један тип често се суочавају са понављајућим кваровима инвертора током олуја. Испод је кратко поређење:

Табела 1 – Врсте SPD-а и њихове функције

SPD типа 1 за заштиту од грома

Користи се на сервисним улазима за одвођење великих струја грома.

SPD типа 2 за заштиту од пренапона

Инсталира се у близини инвертора ради заштите од пребацивања и индукованих пренапона.

SPD типа 3 за заштиту терминалних уређаја

Користи се унутар осетљивих контролних кола.

Избор правог SPD-а за фотонапонске апликације

Увек упарујем тип SPD-а са нивоом грома, напоном инсталације, осетљивошћу опреме и условима уземљења.

Водич за инсталацију SPD-а за PV панеле и инверторе

Видео сам много пројеката који су пропали једноставно зато што је SPD инсталиран на погрешној локацији, чак и ако је сам уређај био високог квалитета.

SPD-ови морају бити инсталирани близу заштићене опреме, са кратким кабловима, исправним поларитетом, правилним уземљењем и одговарајућим типом SPD-а на обе стране PV система (AC и DC).

Правилна инсталација је важнија од бренда. Чак и најбољи индустријски SPD постаје неефикасан ако је кабл предугачак. Често показујем техничарима како додатних 20 цм кабла може удвостручити преостали напон, што може уништити улазну плочу инвертора.

Где инсталирати SPD у PV систему

SPD-ови морају бити постављени на DC кутије за комбиновање, једносмерне улазе инвертора, наизменичне излазе инвертора и главну наизменичну дистрибуцију.

Кораци инсталације SPD-а на страни једносмерне везе

• повежите се са сваким стринг улазом
• осигурајте поклапање поларитета
• дужина кабла треба да буде мања од 0,5 м

Кораци инсталације SPD-а на страни AC-а

• инсталирајте близу излазних терминала инвертора
• повежите се са PE уземљењем
• пратите правила ожичења TN/TT система

Уобичајене грешке при инсталацији које треба избегавати

Највеће грешке укључују дуге каблове, недостајуће уземљење, погрешан тип SPD-а и нетачан напон.

Захтеви за заштиту од пренапона једносмерне и наизменичне струје за соларне системе

Често проверавам фотонапонске локације где се SPD назив не поклапа са напоном отвореног кола низа, што ствара скривени ризик за цео систем.

PV SPD-ови морају да одговарају DC напону, AC напону мреже, систему уземљења, правилима координације и категорији инсталације како би се осигурала стабилна заштита у целом PV систему.

Испод је табела за поређење оцена коју многи тимови за набавку сматрају корисном:

Табела 2 – Захтеви за SPD оцену за фотонапонске инсталације

Називни напони и струје за PV SPD

Увек ускладите Ucpv SPD-а са максималним Voc низа на ниским температурама.

Захтеви за уземљење

Добро уземљење драматично смањује енергију ударног напона. Увек проверавам отпор уземљења пре инсталације SPD-а.

Координација SPD-а између AC и DC стране

Користите Тип 1 на главној АЦ табли и Тип 2 близу инвертора за ефикасну координацију.

SPD наспрам одводника пренапона: Кључне разлике за фотонапонску заштиту

Многи купци ме питају да ли треба да користе SPD или одводник пренапона, а мој одговор је увек: они имају различите улоге.

Одводник пренапона обрађује велике спољашње ударе грома, док SPD штити опрему и од спољашњег и од унутрашњег пренапона. Већина фотонапонских система има користи од коришћења оба.

Табела 3 – SPD у односу на одводник пренапона

Како раде одводници пренапона у односу на SPD-ове

Одводници пренапона испуштају велику енергију грома, али реагују спорије од SPD-ова.

Који је бољи за фотонапонску заштиту од грома

SPD-ови боље штите осетљиву електронику, док одводници штите структуру зграде.

Када користити оба у соларној инсталацији

Увек користим оба за велике или високоризичне фотонапонске пројекте.

Закључак

Користите висококвалитетни Уређај за заштиту од пренапона да би сваки соларни ПВ систем био безбедан, стабилан и спреман за дугорочни рад.

Честа питања о SPD-у, MOV-у и заштити од грома за соларну енергију

Могу ли користити два SPD-а у серији?

Да, све док се поштују правила координације.

Да ли соларним панелима треба АЦ или ДЦ СПД?

И наизменична и једносмерна страна захтевају заштиту.

Колико дуго траје SPD?

Обично 5–10 година, у зависности од изложености пренапрезању.

Шта се дешава када SPD откаже?

Искључује се изнутра како би се избегао ризик од пожара.