DC- ja AC-ylijännitesuojat aurinko- ja aurinkosähköjärjestelmille

Olen nähnyt liian monen aurinkoenergiaprojektin epäonnistuvan yhden ukkosmyrskyn jälkeen, joten luotan johonkin Ylijännitesuojalaite estääkseen vauriot ennen kuin ne pääsevät paneeleihin ja inverttereihin.

A Ylijännitesuojalaite Aurinko- ja aurinkosähköjärjestelmiin tarkoitettu suojaus suojaa tasa- ja vaihtovirtapiirejä salamaniskuilta ja kytkentäpiikeiltä ohjaamalla ylijännitteen turvallisesti maahan, estäen laitteiden vikaantumisen ja seisokkiajat.

Jos haluat vakaan tehon, ennustettavat ylläpitokustannukset ja pitkän järjestelmän käyttöiän, seuraava looginen askel on ymmärtää, miten DC- ja AC-SPD:t toimivat.

Mikä on DC-ylijännitesuoja aurinkojärjestelmille

Tapaan usein ostajia, jotka aliarvioivat tasavirtapiikkejä, kunnes yksi tapahtuma tuhoaa invertterin. Siksi aloitan aina ensin tasavirtasuojauksella.

Aurinkosähköjärjestelmissä oleva tasavirtaylijännitesuoja rajoittaa tasavirtapiirien ohimenevää ylijännitettä katkaisemalla ylijännitettä ja purkamalla sen maahan, suojaten aurinkopaneeleja, kaapeleita ja inverttereitä.

Suunnittelen tasavirtasuojausta yhdellä yksinkertaisella ajatuksella: aurinkopaneelit ovat pitkiä, paljaita johtimia. Ne käyttäytyvät kuin antennit salamaniskujen aikana. Jopa epäsuora salama voi indusoida tuhansia voltteja tasavirtajohtoihin. Ylijännitesuojalaite Lähelle asennettuna antenniryhmäyhdistimen tai invertterin tasavirtatuloon toimii nopeasti reagoivana varoventtiilinä. Se ei pysäytä salamointia, mutta ohjaa ylijännitettä pois herkästä elektroniikasta.

Todellisissa projekteissa tarkistan aina kolme perusasiaa. Ensinnäkin antenniryhmän suurimman tasajännitteen kylmissä olosuhteissa. Toiseksi maadoituksen laadun. Kolmanneksi kaapelien reitityksen pituuden. Tasavirtasuojakytkimet toimivat hyvin vain, kun maadoitusvastus on pieni ja kaapelireitit lyhyitä. Tämä on kriittistä tehtaiden ja suurten kattojärjestelmien ylijännitesuojaukselle, joissa kaapelit ovat pitkiä.

Kokemukseni mukaan monet "huonosta invertterin laadusta" johtuvat vioista johtuvat itse asiassa puuttuvista tai liian pienistä tasavirta-SPD:istä. Kunnollinen teollisuuskäyttöön tarkoitettu SPD tasavirtapuolella alentaa merkittävästi vaihto- ja seisokkikustannuksia.

DC-ylijännitesuojalaitteet aurinkosähkölle ja aurinkoenergialle

Yleensä sanon hankintapäälliköille, että tasavirtasuojakytkimet eivät ole valinnaisia ​​lisävarusteita. Ne ovat keskeisiä suojauskomponentteja.

DC-ylijännitesuojat aurinkosähköjärjestelmille suojaa tasavirtajohtoja ja -laitteita salaman aiheuttamilta jännitepiikeiltä ja kytkentätransienteilta ulkoasennuksissa.

Kun suunnittelen tasavirtaylijännitesuojausta, tarkastelen ensin järjestelmän asettelua. Katolle asennettavat aurinkopaneelit, maahan asennetut aurinkopaneelit ja suuryritykset käyttäytyvät kaikki eri tavalla ylijännitetapahtumien aikana. Ylijännitesuojalaite DC-jakolaatikkoon asennettuna se vähentää alavirran elektroniikan rasitusta. Suuremmissa järjestelmissä käytän usein koordinoitua suojausta, jossa on SPD-suojaus sekä antenniryhmässä että invertterissä.

Alla on käytännön vertailu, jota käytän valitessani DC-SPD:itä:

Tämä lähestymistapa toimii hyvin teollisuuden ylijännitesuojausprojekteissa, joissa käyttöaika on tärkeä. Se myös vähentää takuukiistoja, koska ylijännitesuojausvauriot lieventyvät selvästi.

DC-ylijännitesuojalaitteiden jännitearvot selitettynä

Muistutan aina ostajia, että jänniteluokitusvirheet ovat yksi kalleimmista virheistä DC-ylijännitesuojauksessa.

DC-ylijännitesuojan jännitearvojen on ylitettävä aurinkosähköjärjestelmän suurin avoimen piirin jännite ennenaikaisen vikaantumisen ja suojauksen menetyksen välttämiseksi.

Käytännössä en koskaan valitse nimellisjännitteen suuruista tasavirtasuojakytkintä. Lämpötila vaikuttaa aurinkosähkön jännitteeseen merkittävästi. Kylmä sää voi nostaa ketjun jännitteen paljon nimikilven arvojen yläpuolelle. Siksi pidän parempana vähintään 20 %:n turvamarginaalia.

Näin yleensä sovitan jännitearvot yhteen:

Oikean nimellisarvon käyttäminen pidentää nopeudenrajoittimen käyttöikää ja varmistaa ennustettavan suorituskyvyn. Tämä on tärkeää Jeffin kaltaisille ostajille, jotka haluavat vakaata laatua ja alhaiset kokonaiskustannukset.

DC-ylijännitesuoja aurinkopaneeleille ja inverttereille

Keskityn vahvasti invertteriin, koska se on kallein ja herkin komponentti.

Aurinkopaneelien ja invertterien välinen tasavirtaylijännitesuoja rajoittaa transienttienergiaa ennen kuin se pääsee invertterielektroniikkaan, estäen katastrofaaliset vahingot ja järjestelmän sammumisen.

Kenttädatan perusteella useimmat invertteriviat tapahtuvat tasavirtatulovaiheessa. Pitkät tasavirtakaapelit keräävät syöksyenergiaa, ja ilman Ylijännitesuojalaite, invertteri vaimentaa iskun. Asennan aina tasavirtasuojakytkimet mahdollisimman lähelle invertterin liittimiä.

Nykyaikaisissa aurinkosähköjärjestelmissä, jotka käyttävät 1000 V:n tai korkeampaa jännitettä, koordinoitu suojaus on välttämätöntä. Yksi ylijännitesuoja järjestelmässä ei riitä. Kerrostettu suojaus vähentää jäännösjännitettä ja parantaa järjestelmän luotettavuutta. Tätä lähestymistapaa käytetään laajalti ylijännitesuojauksessa tehtaissa, joissa seisokkiajat ovat kohtuuttomia.

DC-ylijännitesuojalaitteiden napakonfiguraatio

Näen usein sekaannusta pylväiden välillä, etenkin kelluvien ja maadoitettujen aurinkosähköjärjestelmien välillä.

DC-ylijännitesuojan napakokoonpano riippuu järjestelmän maadoituksesta ja johtimien järjestelystä, mikä varmistaa positiivisten, negatiivisten ja maadoituspolkujen täyden suojauksen.

Useimmissa aurinkosähköjärjestelmissä käytetään yleisesti 2P DC SPD -suojakytkimiä. Ne suojaavat positiivisia ja negatiivisia johtimia maahan. Monimutkaisemmissa järjestelmissä voidaan tarvita 3P-kokoonpanoja. Tarkistan aina maadoitustopologian ennen lopullista valintaa. Väärä napakokoonpano heikentää suojauksen tehokkuutta ja lisää vikaantumisriskiä.

AC-ylijännitesuojalaitteet Käytetään aurinkojärjestelmissä

Käsittelen vaihtovirtasuojausta toisena puolustuslinjana tasavirtasuojauksen jälkeen.

AC-ylijännitesuojat suojaavat inverttereitä, jakokeskuksia ja kuormia sähköverkkoon tai sisäisiin kytkentätapahtumiin tulevilta ylijännitteiltä.

Vaihtovirtasuojakytkimet valitaan jännitteen ja vaihekonfiguraation perusteella. Asuinjärjestelmissä käytetään usein 110 V:n tai 275 V:n ylijännitesuojakytkimiä, kun taas teollisuusjärjestelmissä käytetään 385 V:n laitteita. Kolmivaihejärjestelmissä 3P+NPE-konfiguraatiot tarjoavat tasapainoisen suojauksen.

Vaihtovirtapuolella oleva teollisuuskäyttöön tarkoitettu SPD suojaa paitsi aurinkolaitteita myös niihin kytkettyjä kuormia.

Kuinka valita Oikea ylijännitesuoja aurinkoenergialle

Pidän valinnan yksinkertaisena, koska liika monimutkaisuus aiheuttaa virheitä.

Oikean ylijännitesuojan valinta tarkoittaa jännitteen, järjestelmätyypin, asennuspaikan ja riskitason yhteensovittamista luotettavan pitkäaikaisen suojauksen saavuttamiseksi.

Suosittelen aina sertifioitujen tuotteiden käyttöä, joissa on selkeät ylijännitesuojaukset ja lämpösuojaus. Vältä AC- ja DC-ylijännitesuojainten väärinkäyttöä. Monet viat johtuvat AC-ylijännitesuojainten asentamisesta tasavirtapiireihin. Yhteistyö toimittajan kanssa, joka ymmärtää ylijännitesuojainten käyttäytymisen, tekee todellisen eron.

Johtopäätös

Valitse oikea Ylijännitesuojalaite tänään suojataksesi aurinkoenergiainvestointisi ja pitääksesi järjestelmäsi toiminnassa huomenna.

Usein kysytyt kysymykset

K1: Tarvitsevatko aurinkojärjestelmät todella DC-ylijännitesuojauksen?

Kyllä. Aurinkopaneelit ovat erittäin alttiita kuumuudelle ja tasavirtapiikit ovat invertterin vikaantumisen johtava syy.

K2: Voiko yksi SPD suojata sekä AC- että DC-piirejä?

Ei. Vaihtovirta- ja tasavirtapiirit vaativat erilaiset ylijännitesuojakytkimen mallit ja nimellisarvot.

K3: Kuinka usein ylijännitesuoja tulisi vaihtaa?

Se riippuu ylijännitealtistuksesta, mutta säännöllinen tarkastus on suositeltavaa joka vuosi.

K4: Onko korkeampi kA-luokitus aina parempi?

Ei aina. Sen on vastattava järjestelmän riskiä ja asennuspaikkaa.

K5: Voiko huono maadoitus heikentää ylijännitesuojan suorituskykyä?

Kyllä. Maadoituksen laatu vaikuttaa suoraan ylijännitesuojauksen tehokkuuteen.