Täydellinen opas aurinkosähköjärjestelmien ja aurinkoenergian ylijännitesuojauksen SPD:hen

Tunnen usein stressiä, kun näen aurinkoprojektien vaurioituvan äkillisten piikkien vuoksi, joten luotan johonkin Ylijännitesuojalaite pitääkseen jokaisen järjestelmän vakaana.

A Ylijännitesuojalaite suojaa aurinkosähköjärjestelmiä ohjaamalla vaaralliset jännitepiikit pois paneeleista, inverttereistä ja sähköpiireistä. Se vähentää seisokkiaikoja, estää laitteiden viat ja varmistaa pitkän aikavälin turvallisuuden sekä vaihto- että tasavirtapuolelle aurinkopaneeliasennuksessa.

Tässä oppaassa käyn läpi aurinkosähkön ylijännitesuojauksen jokaisen vaiheen, jotta voit tehdä luottavaisia ​​teknisiä päätöksiä missä tahansa aurinkosähköprojektissa.

Mikä on SPD ja miksi aurinkosähköjärjestelmät tarvitsevat sitä

Näin ennen aurinkosähköjärjestelmien vikaantuvan odottamattoman ylijännitteen vuoksi, joten nykyään en koskaan suunnittele projektia ilman oikeita laitteita. Ylijännitesuojalaite paikallaan.

Aurinkopaneelien SPD suojaa aurinkosähköjärjestelmiä absorboimalla tai ohjaamalla salamaniskuja, kytkemällä transientteja ja sähköverkkohäiriöitä ennen kuin ne saavuttavat herkät komponentit. Se auttaa estämään invertterin vaurioitumisen, vähentää ylläpitokustannuksia ja varmistaa järjestelmän vakaan käyttöajan.

Aurinkosähköasennukset toimivat ulkona, joten ne altistuvat jatkuville sähköriskeille salaman, verkkovikojen ja kytkentähäiriöiden vuoksi. Koska paneelit ja invertterit ovat puolijohdepohjaisia, ne ovat erittäin herkkiä jopa pienille ylijännitteille. Työssäni eri tehtaiden ja EPC-yritysten kanssa olen havainnut, että varhainen vikaantuminen johtuu lähes aina ylijännitteelle altistumisesta eikä rutiininomaisesta heikkenemisestä. Siksi pidän ylijännitesuojausta keskeisenä suunnitteluvaatimuksena, en valinnaisena lisävarusteena.

SPD:n määritelmä sähkö- ja aurinkojärjestelmissä

Ylijännitesuoja on laite, joka ohjaa ohimenevän ylijännitteen maadoitusjärjestelmään. Aurinkosähköjärjestelmissä se suojaa tasavirtajohtoja, inverttereitä, kytkentärasioita, vaihtovirtajakelua ja tietoliikennelinjoja.

Yleisiä ylijännitteen syitä aurinkosähköasennuksissa

Aurinkosähköjärjestelmät kohtaavat seuraavia syöksyjä:
• salama (suora tai indusoitu)
• kytkentätoiminnot
• sähköverkon häiriöt
• pitkät kaapelit, jotka vahvistavat transienttijännitteitä

Miksi ylijännitesuojaus on kriittistä aurinkopaneeleille ja inverttereille

Paneelit ja invertterit vaurioituvat helposti ohimenevien piikkien vuoksi. Kun käyn tehtaissa, useimmissa vaurioituneissa inverttereissä on selkeitä ylijännitemerkkejä tulovaiheessa. Oikeat ylijännitesuojat vähentävät tätä riskiä huomattavasti.

Miten MOV-tekniikka toimii ylijännitesuojalaitteiden sisällä

Muistan ensimmäisen kerran, kun avasin viallisen SPD:n; MOV-lohko kertoi koko tarinan siitä, miten järjestelmä kohtasi massiivisen syöksyn.

MOV-tekniikka mahdollistaa Ylijännitesuojalaite Se vaimentaa korkeajännitteen siirtymällä suuresta resistanssista pieneen resistanssiin mikrosekunneissa. Se absorboi ylimääräisen energian ja lähettää sen turvallisesti maahan ennen kuin laitteet vaurioituvat.

MOV on useimpien teollisten SPD-suunnittelujen ydin. Selitän usein hankintatiimeille, että MOV-laatu määrää pitkän aikavälin vakauden. Heikko MOV tarkoittaa varhaista heikkenemistä ja arvaamattomia suojaustasoja. Siksi tehtaat, jotka vaativat luotettavaa... ylijännitesuojaus tehtaille Testaa aina MOV-laitteen käyttäytyminen toistuvien rasitusjaksojen aikana ennen toimittajan hyväksymistä.

Mikä on MOV ja miten se toimii

MOV (metallioksidivaristori) käyttäytyy kuin jänniteherkkä vastus. Kun jännite on normaali, se estää virran. Kun jännite nousee kynnysarvon yläpuolelle, se johtaa ylijännitteen välittömästi maahan.

MOV-käyttäytyminen jännitepiikkien aikana

Piikin aikana MOV-vastus laskee jyrkästi, mikä luo turvallisen polun syöksyvirralle. Lukituksen jälkeen se palaa korkeaan resistanssiin.

MOV-vikatilat ja turvallisuusnäkökohdat

Yleisiä MOV-vikatiloja ovat ylikuumeneminen, kuluminen ja lämpöpurkaukset. Siksi suosittelen aina lämpöirtikytkentämoduuleja aurinkosähkön SPD-suojille.

Aurinkojärjestelmissä käytettyjen ylijännitesuojalaitteiden tyypit

Vuosien tehdasauditointien ja aurinkoenergiaprojektien käsittelyn jälkeen opin, että oikean SPD-tyypin valitseminen ratkaisee, kestääkö aurinkosähköjärjestelmä salamakauden.

Tyyppi 1, Tyyppi 2ja tyypin 3 SPD:t tarjoavat erilaisia ​​suojaustasoja salamointia ja kytkentäpiikkejä vastaan. Tyypin 1 suojaus on suora salama, tyypin 2 suojaus ylijännitteeltä ja tyypin 3 suojaus on tarkoitettu päätelaitteiden ja herkkää elektroniikkaa varten.

Monet hankintatiimit keskittyvät SPD-tyyppien hintaeroihin, mutta selitän aina, että jokaisella tyypillä on eri rooli. Järjestelmä toimii parhaiten, kun ne koordinoidaan kokonaisvaltaiseksi suojausketjuksi. Aurinkoenergiayhtiöt, jotka ohittavat yhden tyypin, kohtaavat usein toistuvia invertterivikoja myrskyjen aikana. Alla on nopea vertailu:

Taulukko 1 – Ylijännitesuojainten tyypit ja niiden toiminnot

Tyypin 1 SPD salamasuojaukseen

Käytetään syöttöaukkojen yhteydessä suurten salamavirtojen purkamiseen.

Tyypin 2 SPD ylijännitesuojaukseen

Asennettu invertterien lähelle suojaamaan kytkentää ja indusoituja jännitepiikkejä vastaan.

Tyypin 3 SPD päätelaitteiden suojaukseen

Käytetään herkkien ohjauspiirien sisällä.

Oikean SPD:n valitseminen aurinkosähkösovelluksiin

Sovitan SPD-tyypin aina salamavoimakkuuteen, asennusjännitteeseen, laitteen herkkyyteen ja maadoitusolosuhteisiin.

SPD-asennusopas aurinkopaneeleille ja inverttereille

Olen nähnyt monien projektien epäonnistuvan yksinkertaisesti siksi, että ylijännitesuoja asennettiin väärään paikkaan, vaikka itse laite olisi ollut laadukas.

Ylijännitesuojat on asennettava suojattavan laitteen lähelle lyhyillä kaapeleilla, oikealla napaisuudella, asianmukaisella maadoituksella ja oikeantyyppisillä ylijännitesuojaimilla aurinkosähköjärjestelmän sekä AC- että DC-puolilla.

Oikea asennus on tärkeämpää kuin merkki. Paraskin teollisuuskäyttöön tarkoitettu ylijännitesuoja menettää tehonsa, jos kaapeli on liian pitkä. Näytän usein teknikoille, kuinka 20 cm ylimääräinen kaapeli voi kaksinkertaistaa jäännösjännitteen, mikä voi tuhota invertterin tulokortin.

Minne SPD asennetaan aurinkosähköjärjestelmään

Ylijännitesuojat on sijoitettava DC-jakolaitteet, invertterin tasavirtatulot, invertterin vaihtovirtalähdöt ja päävaihtovirran jakelu.

DC-puolen SPD:n asennusvaiheet

• kytke jokaisen merkkijonon tuloon
• varmista, että napaisuus täsmää
• pidä kaapelin pituus alle 0,5 m

AC-puolen SPD:n asennusvaiheet

• asenna lähelle invertterin lähtöliittimiä
• kytke PE-maahan
• noudata TN/TT-järjestelmän johdotussääntöjä

Yleisiä asennusvirheitä, joita kannattaa välttää

Suurimpia virheitä ovat pitkät johdot, puuttuva maadoitus, väärä SPD-tyyppi ja väärä jänniteluokitus.

Aurinkojärjestelmien DC- ja AC-ylijännitesuojausvaatimukset

Tarkistan usein aurinkosähkökohteita, joissa ylijännitesuoja-arvo ei vastaa paneelin tyhjäkäyntijännitettä, mikä aiheuttaa piileviä riskejä koko järjestelmälle.

Aurinkosähköjärjestelmän ylijännitesuojainten on vastattava tasajänniteluokitusta, vaihtovirtaverkon luokitusta, maadoitusjärjestelmää, koordinointisääntöjä ja asennusluokkaa, jotta varmistetaan vakaa suojaus koko aurinkosähköjärjestelmässä.

Alla on luokitusvertailutaulukko, jota monet hankintatiimit pitävät hyödyllisenä:

Taulukko 2 – Aurinkopaneeliasennusten SPD-luokitusvaatimukset

PV SPD:n jännite- ja virta-arvot

Sovita SPD:n Ucpv-arvo aina antennin maksimi-Voc-arvoon kylmissä lämpötiloissa.

Maadoitusvaatimukset

Hyvä maadoitus vähentää syöksyenergiaa dramaattisesti. Tarkistan aina maadoitusresistanssin ennen ylijännitesuojan asentamista.

SPD-koordinointi AC- ja DC-puolien välillä

Käytä tyyppiä 1 päävaihtovirtapaneelissa ja tyyppiä 2 invertterin lähellä tehokkaan koordinoinnin varmistamiseksi.

SPD vs. ylijännitesuoja: Tärkeimmät erot aurinkosähkösuojauksessa

Monet ostajat kysyvät minulta, pitäisikö heidän käyttää ylijännitesuojaa vai ylijännitesuojaa, ja vastaukseni on aina: niillä on eri tehtävät.

Ylijännitesuoja käsittelee suuria ulkoisia salamaniskuja, kun taas ylijännitesuoja suojaa laitteita sekä ulkoiselta että sisäiseltä ylijännitteeltä. Useimmat aurinkosähköjärjestelmät hyötyvät molempien käytöstä.

Taulukko 3 – SPD vs. ylijännitesuoja

Miten ylijännitesuojat toimivat vs. SPD:t

Ylijännitesuojat purkavat suuria salamavoimia, mutta reagoivat hitaammin kuin ylijännitesuojat.

Kumpi on parempi aurinkosähkön ukkossuojaukseen

Ylijännitesuojat suojaavat herkkää elektroniikkaa paremmin, kun taas ylijännitesuojat suojaavat rakennusrakenteita.

Milloin molempia käytetään aurinkopaneeliasennuksessa

Käytän aina molempia suurissa tai riskialttiissa aurinkosähköprojekteissa.

Johtopäätös

Käytä korkealaatuista Ylijännitesuojalaite pitääkseen jokaisen aurinkosähköjärjestelmän turvallisena, vakaana ja valmiina pitkäaikaiseen käyttöön.

Usein kysytyt kysymykset aurinkoenergian SPD-, MOV- ja ukkossuojauksesta

Voinko käyttää kahta SPD:tä sarjassa?

Kyllä, kunhan koordinointisääntöjä noudatetaan.

Tarvitsevatko aurinkopaneelit AC- vai DC-SPD:tä?

Sekä AC- että DC-puolet tarvitsevat suojauksen.

Kuinka kauan SPD kestää?

Tyypillisesti 5–10 vuotta riippuen ylijännitealtistuksesta.

Mitä tapahtuu, kun SPD epäonnistuu?

Se irtoaa sisäisesti tulipaloriskin välttämiseksi.