Ključna vloga zaščitnih naprav (SPD) v škatlah za kombiniranje PV: izbirni vodnik in najboljše prakse

Uvod: ranljivo jedro PV nizov

PV kombinirane škatle služijo kot živčni sistem sončnih elektrarn, ki zbirajo več DC nizov, preden jih napajajo v pretvornike. Ta kritična vozlišča so nenehno izpostavljena grožnjam zaradi strele in električnih sunkov, ki lahko pohabijo celotne PV sisteme. Kakovostne zaščitne naprave (SPDS) delujejo kot prva obrambna linija, varovalna oprema v vrednosti sto tisoč dolarjev.

Poglavje 1: Zakaj so SPD -ji bistveni za PV sisteme

1.1 edinstvene ranljivosti PV nizov

Stalna izpostavljenost: Sistemi na strehi in na tleh so naravno izpostavljeni atmosferskim izpustom.

Tveganja DC vezja: Za razliko od AC sistemov DC loki nimajo naravnih točk za prehod na nič, zaradi česar so presečni dogodki bolj nevarni.

Občutljiva elektronika: komponente v sodobnih pretvornikih lahko poškodujejo napetosti le 20% nad nazivno vrednostjo.

1.2 Posledice neustrezne zaščite

Takojšnja škoda: 72% napak v pretvorniku je mogoče zaslediti do napetostnih naletov (poročilo Solaredge 2023).

Skrita degradacija: ponavljajoči se manjši sunki lahko zmanjšajo življenjsko dobo modula za do 30%.

Požarna tveganja: Napake DC ARC predstavljajo 43% požarov, povezanih s soncem (podatki NFPA 2022).

Poglavje 2: Ključni vidiki izbire SPD v PV aplikacijah

2.1 Kritični parametri uspešnosti

Nazivna napetost: ≥1,2-krat večja od največje napetosti sistema (na IEC 61643-31).

Nominalni odvajalni tok (IN): ≥20Ka za SPD tipa 1 (na UL 1449, 4. izdaja).

Največji izpustni tok (IMAX): ≥40Ka (na IEC 61643-11).

Odzivni čas: <25 nanosekund (na EN 50539-11).

Delovna temperatura: -40 ° C do +85 ° C (na UL 96A).

2.2 Vrste SPD za različne aplikacije

Tip 1 (razred I): Za lokacije z neposrednimi streli s strelo (npr. Sistemi na strehi).

Tip 2 (razred II): za sekundarno zaščito (npr. Komercialne sisteme, nameščene na tleh).

Kombinirani tip 1+2: Idealno za velike rastline.

DC-specifični modeli: zasnovani za PV aplikacije z oznakami polarnosti.

Poglavje 3: Najboljše prakse za namestitev

3.1 Strateška umestitev

Obvezne točke namestitve:

Vhodni sponki kombiniranega polja (na niz).

Zgornji del DC odklop.

Inverter DC vhodni terminali.

Priporočene dodatne zaščitne točke:

Kombiniranci pod-aray.

Vzdolž dolgih kablov (> 30 metrov).

3.2 Standardi ožičenja

Velikost prevodnika: najmanj 6 mm² baker (za 20Ka SPD).

Dolžina poti: Priključke SPD hranite <0,5 metra.

Zahteve za ozemljitev: Uporabite namenske ozemljitvene vodnike (≥10 mm²).

Topologija povezave: Konfiguracija zvezd, da se izognete zemeljskim zanki.

Poglavje 4: Merila za vzdrževanje in zamenjavo

4.1 Preventivno vzdrževanje

Quarterly Checks:

Preverite okna indikatorja stanja (zelena/rdeča).

Izvedite infrardečo termografijo (dvig temperature <15K).

Record Lightning Strike števci (če so na voljo).

Letni testi:

Preskus izolacijskega upora (> 1 MΩ).

Merjenje odpornosti tal (<10 Ω).

Preostali test napetosti s strani strokovnjakov.

4.2 Nadomestne smernice

Takojšnji sprožilci:

Vidne fizične poškodbe (razpoke, zgorevanje).

Kazalnik stanja postane rdeč.

Število strele presega oceno.

Neuspeli preizkusi zmogljivosti.

Priporočeni nadomestni intervali:

Obalna območja: 5 let.

Območja visoke svetlobe: 7 let.

Standardne regije: 10 let.

Poglavje 5: Skupna napačna predstava in strokovna priporočila

5.1 Tipični nesporazumi

Mit: "Strele palice odpravijo potrebo po SPD -jih."

Dejstvo: strele palice ščitijo samo pred neposrednimi udarci, ne inducirane sunke.

Stroški past: z uporabo AC SPD-jev, ki niso specifični za PV.

Posledica: nezmožnost prekinitve DC sledi tokom.

5.2 Strokovni nasvet

Sprejemite tristopenjsko zaščitno arhitekturo: SPD-ji na nizu, kombinirani polju in pretvorniki.

Izberite modele z oddaljenimi signalnimi stiki za integracijo s sistemi za spremljanje.

Za 1500V sisteme preverite zmogljivost DC SPD.

Ponovno ocenite obstoječo zmogljivost SPD med širjenjem sistema.

Ko se napetosti PV sistema dvignejo na 1500V, se tehnologija SPD naslednje generacije razvija s tremi ključnimi trendi: večja absorpcija energije (do 100Ka), pametnejših opozorilnih značilnosti (spremljanje, ki podpira IoT) in bolj kompaktne modularne zasnove. Izbira izdelkov, ki jih certificira TUV Rheinland za PV aplikacije, in po standardih IEC 62305 za zaščito na sistemski ravni zagotavlja, da lahko PV rastline zdržijo strele v celotni 25-letni življenjski dobi. Ne pozabite: V varnosti PV kakovostna zaščita pred prenapetostjo ni strošek-to je najbolj stroškovno učinkovita naložba za zmanjšanje tveganja.