ለፀሐይ ኃይል ማመንጫዎች የመከላከያ መሳሪያዎች

ለፀሐይ ኃይል ስርዓቶች የመከላከያ መሳሪያዎች

የፀሐይ ኃይል ማመንጫዎች (PLTS) በቤቶች፣ በንግድ ሕንፃዎች፣ በኢንዱስትሪዎች እና በሕዝብ ተቋማት ውስጥ ከጊዜ ወደ ጊዜ ጥቅም ላይ ይውላሉ። PLTS ንፁህ እና የተትረፈረፈ የኃይል ምንጭ ከመሆኑ በተጨማሪ የኤሌክትሪክ ክፍያን ዝቅ ማድረግ እና የኃይል ደህንነትን ሊጨምር ይችላል። ሆኖም ግን፣ እንደሌሎች የኤሌክትሪክ ስርዓቶች፣ PLTS የተለያዩ አደጋዎችን ያጋጥማቸዋል፡ የቮልቴጅ መጨመር፣ ከመጠን በላይ ጅረቶች፣ አጭር ወረዳዎች፣ ቀጥተኛ ያልሆኑ የመብረቅ ጥቃቶች፣ የመጫኛ ስህተቶች እና በሙቀት እና በአካባቢ ምክንያት የሚከሰቱ የክፍሎች መበላሸት። ስለዚህ፣ የመከላከያ መሳሪያዎች ለስርዓቱ ደህንነቱ የተጠበቀ፣ የተረጋጋ እና ለረጅም ጊዜ የሚቆይ አሠራር ወሳኝ ናቸው።

ይህ ጽሑፍ በፀሐይ ኃይል ስርዓቶች ውስጥ ዋና ዋና የመከላከያ መሳሪያዎችን፣ የየራሳቸውን ተግባራት እና በተለምዶ የሚተገበሩ የአቀማመጥ መርሆዎችን ያብራራል።

የፀሐይ ኃይል ስርዓቶች ጥበቃ የሚያስፈልጋቸው ለምንድን ነው?

የፀሐይ ኃይል ማመንጫ (PLTS) በርካታ ክፍሎችን ያቀፈ ነው፡ የፀሐይ (PV) ሞጁሎች፣ የዲሲ ኬብሎች እና ማያያዣዎች፣ የማጣመሪያ ሳጥን፣ ኢንቨርተር፣ ባትሪዎች (ሃይብሪድ/ኦፍ-ግሪድ ሲስተም ከሆነ) እና ከጭነቱ ወይም ከPLN ፍርግርግ ጋር የተገናኘ የኤሲ ስርጭት ፓነል። እያንዳንዱ አካል የተለያዩ ባህሪያት እና አደጋዎች አሉት። የዲሲው ጎን ከፍተኛ ቮልቴጅ እና ብርሃን በሚኖርበት ጊዜ መፍሰሳቸውን የሚቀጥሉ ትላልቅ ጅረቶች ሊኖሩት ይችላል፣ ስለዚህ የአሁኑ መቆራረጥ እና የስህተት አያያዝ ከኤሲ ጎን የተለዩ ናቸው። ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ የኤሲው ጎን እንደ ከመጠን በላይ ፍሰት፣ የኢንሱሌሽን ውድቀት እና የአሁኑ መፍሰስ ላሉ የተለመዱ የኤሌክትሪክ ጭነት አደጋዎች የተጋለጠ ነው።

በቂ ጥበቃ ከሌለ፣ አነስተኛ የሆነ ረብሻ ወደ ኢንቨርተር ጉዳት፣ የገመድ መቆራረጥ፣ እሳት ወይም የቴክኒሻኖችን እና የህንፃ ነዋሪዎችን ደህንነት አደጋ ላይ ሊጥል ይችላል። ተገቢው ጥበቃ ጥገናን ቀላል ያደርገዋል፡ ስርዓቱ በክፍል ሊለይ፣ ስህተቱ በአካባቢው ሊተረጎም ይችላል፣ እና ክፍሎቹ በአስተማማኝ ሁኔታ ሊተኩ ይችላሉ።

1) የዲሲ እና የኤሲ ፊውዝ

ፊውዝ በጣም ቀላሉ እና በስፋት ጥቅም ላይ የሚውሉ የመከላከያ መሳሪያዎች ናቸው። ተግባራቸው ከመጠን በላይ የኤሌክትሪክ ፍሰት ወይም አጭር ዑደት ሲኖር ጅረቱን ማቋረጥ ነው። በፀሐይ ኃይል ማመንጫዎች (PLTS) ውስጥ፣ የዲሲ ፊውዝ ብዙውን ጊዜ በማጣመሪያ ሳጥኑ ወይም ኢንቨርተር ውስጥ ከመግባቱ በፊት በእያንዳንዱ የፓነል ሕብረቁምፊ (ተከታታይ ሞጁሎች) ላይ ይጫናሉ። ይህ አስፈላጊ ነው ምክንያቱም አንድ ሕብረቁምፊ ችግር ካጋጠመው፣ ከሌላው ሕብረቁምፊ የሚወጣው የተገላቢጦሽ ፍሰት ወደተጎዳው ሕብረቁምፊ ሊፈስ እና ገመዶቹን ወይም ማያያዣዎቹን ሊያሞቅ ይችላል።

የኤሲ ዑደትን ከመጠን በላይ ከመፍሰስ ለመከላከል በኢንቬንተሩ የውጤት ጎን ላይ የኤሲ ፊውዝ ተጭኗል። የፊውዝ ምርጫ የአሁኑን ደረጃ አሰጣጥ፣ የመሰባበር አቅም እና ለዲሲ ወይም ለኤሲ ተስማሚነትን ግምት ውስጥ ማስገባት አለበት። የዲሲ ፊውዞች በኤሲ ፊውዝ በቀላሉ መተካት አይቻልም ምክንያቱም የዲሲ ቅስት ማጥፋት የበለጠ ከባድ ነው።

2) ኤምሲቢ እና ኤምሲሲቢ (የወረዳ ማብሪያ/ማጥፊያ)

ኤምሲቢዎች (ሚኒዩቸር ሰርኪዩት ብሬከርስ) እና ኤምሲሲቢዎች (ሞልድ ኬዝ ሰርኪዩት ብሬከርስ) እንደ ኦቨር ኤሌክትሪክ እና አጭር ሰርኪዩት መከላከያ ሆነው ያገለግላሉ፣ እና እንደ በእጅ ብሬከርስ ሊያገለግሉ ይችላሉ። በኤሲ በኩል ኤምሲቢዎች በተለምዶ ለጭነት ሰርኪዩቶች እና ለማከፋፈያ መስመሮች ያገለግላሉ። በዲሲ በኩል፣ ለዲሲ ቮልቴጅ እና ለቅስት ባህሪያት የተነደፉ ልዩ የዲሲ ኤምሲቢዎች አሉ።

የወረዳ መከፋፈያዎች ከፋዩዝ ይልቅ ያላቸው ጥቅም ከተደናቀፉ በኋላ እንደገና ሊጀመሩ የሚችሉ መሆናቸው ነው (የችግሩ መንስኤ እስካለ ድረስ)። ሆኖም ግን፣ የፀሐይ ኃይል ማመንጫዎች ብዙውን ጊዜ ፊውዝ እና የወረዳ መከፋፈያዎችን በዲዛይን መስፈርቶች፣ በአሁኑ ደረጃ አሰጣጦች እና በክር ውቅር ላይ በመመስረት ያጣምራሉ።

3) SPD (የመወዛወዝ መከላከያ መሳሪያ) ወይም የቮልቴጅ መወዛወዝ መያዣ

SPDዎች በተዘዋዋሪ መብረቅ፣ በትልቅ የጭነት መቀየሪያ ወይም በፍርግርግ መዛባት ምክንያት ከሚከሰቱ ጊዜያዊ የቮልቴጅ ጭማሪዎች መሳሪያዎችን ይከላከላሉ። የቮልቴጅ ጭማሪዎች ኢንቨርተሮችን፣ MPPTዎችን፣ የክትትል ስርዓቶችን እና የመገናኛ መሳሪያዎችን ሊጎዱ ይችላሉ። በፀሐይ ኃይል ማመንጫዎች (PLTS) ውስጥ፣ SPDዎች በተለምዶ በሚከተሉት ላይ ይጫናሉ፦

– የዲሲ ጎን፡- በማጣመሪያ ሳጥኑ ወይም በኢንቨርተር ግብዓት (SPD DC) አቅራቢያ።
– የኤሲ ጎን፡ በኢንቨርተር ውፅዓት ስርጭት ፓነል (SPD AC) ላይ።
– የግንኙነት መንገድ፡- ተጋላጭ የሆኑ የክትትል መሳሪያዎች ካሉ ኢተርኔት/RS485።

የSPD ምርጫ ክፍሉን (ዓይነት 1/ዓይነት 2)፣ የስርዓት ቮልቴጅ እና የከፍተኛ ጅረት አቅምን ግምት ውስጥ ያስገባል። ከፍተኛ የመብረቅ አደጋ ላላቸው ቦታዎች ወይም የመብረቅ መከላከያ ስርዓቶች ላሏቸው ሕንፃዎች፣ በSPD እና በመሬት ላይ ባለው ስርዓት መካከል ቅንጅት ወሳኝ ነው።

4) RCD/ELCB/RCCB (የአሁኑን የውሃ መፍሰስ መከላከያ)

RCD (የተረፈ የአሁን መሳሪያ) ወይም ELCB/RCCB ወደ መሬት የሚፈሰውን የአሁኑን ፍሳሽ ሲያውቅ የኤሌክትሪክ ንዝረት ወይም እሳት ሊያስከትል ይችላል። በኤሲ ሲስተሞች ውስጥ RCDዎች ሰዎችን ከተዘዋዋሪ ግንኙነት ለመጠበቅ በተለምዶ ያገለግላሉ። በፀሐይ ኃይል ማመንጫዎች ውስጥ፣ አተገባበራቸው የኢንቨርተር አይነት (ትራንስፎርመር አልባ ወይም ትራንስፎርመር አልባ) እና የRCD አፈጻጸምን ሊነኩ የሚችሉ የዲሲ ፍሳሽ ክፍሎችን ግምት ውስጥ ማስገባትን ይጠይቃል።

በአንዳንድ ስርዓቶች ውስጥ፣ የተወሰነ የRCD አይነት (ለምሳሌ፣ አይነት A ወይም አይነት B) በኢንቨርተር አምራቹ ምክሮች እና የመጫኛ ደረጃዎች መሰረት ጥቅም ላይ ይውላል። ይህም RCD በስህተት እንዳይወድቅ ያረጋግጣል ነገር ግን አደገኛ የሆነ የጅረት መፍሰስ ሲከሰት ውጤታማ ሆኖ ይቆያል።

5) የዲሲ ኢሶሌተር (የዲሲ ግንኙነት አቋራጭ ማብሪያ/ማጥፊያ)

የዲሲ ማግለያ (DC isolator) ቴክኒሻኖች በፀሐይ ፓነሎች እና በኢንቨርተሩ መካከል ያለውን ግንኙነት ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ እንዲያቋርጡ የሚያስችል ማብሪያ/ማጥፊያ ነው። ይህ በኢንቨርተር ጥገና፣ በክፍሎች መተካት ወይም በፍተሻዎች ወቅት ወሳኝ ነው። የ PV ጎን ለብርሃን ሲጋለጥ ኤሌክትሪክ ማመንጨት ስለሚቀጥል፣ ደህንነቱ የተጠበቀ እና በግልጽ የተለጠፈ ግንኙነት የኤሌክትሪክ ንዝረት እና የዲሲ አርሲንግ አደጋን ይከላከላል።

የዲሲ ኢሶሌተሮች ተገቢውን የቮልቴጅ እና የጅረት ደረጃ ሊኖራቸው ይገባል እንዲሁም ዲሲ ቅስትን ለማጥፋት በተለይ የተነደፉ መሆን አለባቸው። በተለምዶ በኢንቨርተር አቅራቢያ ይገኛሉ፣ እና በአንዳንድ ዲዛይኖች ውስጥ፣ በማጣመሪያ ሳጥኑ ውስጥም ይገኛሉ።

6) የባትሪ መከላከያ፡ BMS፣ Fuses እና Circuit Breckers

በባትሪ ኃይል በሚሠሩ ስርዓቶች (ከግሪድ ውጪ ወይም ሃይብሪድ) የባትሪ ጥበቃ ወሳኝ ነው ምክንያቱም ባትሪዎች ከፍተኛ መጠን ያለው ኃይል ስለሚያከማቹ እና በአጭር ዑደት ወቅት በጣም ከፍተኛ ጅረቶችን ሊለቁ ይችላሉ። የተለመዱ የመከላከያ መሳሪያዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡

– BMS (የባትሪ አስተዳደር ስርዓት): የእያንዳንዱን ሴል ቮልቴጅ፣ የሙቀት መጠን፣ የኃይል መሙያ/የመውጫ ፍሰትን ይቆጣጠራል፣ እና መለኪያዎቹ ከአስተማማኝ ገደቦች በላይ ከሆኑ ይቋረጣሉ።
– በባትሪ መስመር ላይ የፊውዝ ወይም የዲሲ ሰርክዩት ብልሽት፡ ኬብሎችን እና መሳሪያዎችን ከአጭር ሰርክዩት ጅረቶች ይጠብቃል።
- ኮንታክተር ወይም ሪሌይ፡- ባልተለመዱ ሁኔታዎች ውስጥ አውቶማቲክ ግንኙነትን ይፈቅዳል።

ይህ መከላከያ የሙቀት መጨመርን፣ የሕዋስ ጉዳትን እና በተወሰኑ የባትሪ ዓይነቶች ላይ የሙቀት መጥፋት አደጋን ለመከላከል ይረዳል።

7) የመሬት አቀማመጥ (መሬት አቀማመጥ/ምድር አቀማመጥ) እና ትስስር

የመሬት አቀማመጥ ማለት "ገመድ ከመሬት ጋር ማገናኘት" ብቻ ሳይሆን የብልሽት እና የጅረቶችን መጨመር ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ ለማስተላለፍ፣ የመገናኛ ቮልቴጅን ለመቀነስ እና የSPDዎችን ውጤታማነት እና የፍሳሽ ፍሰት መከላከያን ለመጨመር የተነደፈ ስርዓት ነው። በፀሐይ ኃይል ማመንጫዎች ውስጥ የመሬት አቀማመጥ የሚከተሉትን ያካትታል፡

- የሞዱል ፍሬም እና የመጫኛ መዋቅር መሬት ላይ መገንባት
- የኢንቨርተር እና የኤሌክትሪክ ፓነል መሬት ላይ መገንባት
- ሊሆኑ የሚችሉ ልዩነቶችን ለመከላከል በብረት ክፍሎች መካከል ትስስር

የመሬት አቀማመጥ ዲዛይን በስርዓቱ አይነት (ግሪድ-ቲ፣ ሃይብሪድ)፣ ኢንቨርተር አይነት እና በአካባቢያዊ ደረጃዎች ተጽዕኖ ይደረግበታል። ደካማ የመሬት አቀማመጥ SPD ውጤታማ እንዳይሆን እና በሚነሳበት ጊዜ የመጎዳት አደጋን ሊጨምር ይችላል።

8) የሙቀት መከላከያ እና የኬብል አስተዳደር

ከኤሌክትሪክ መሳሪያዎች በተጨማሪ ሜካኒካል እና የሙቀት ሁኔታዎችም ከፍተኛ ሚና ይጫወታሉ። ለፀሐይ የተጋለጡ የዲሲ ኬብሎች፣ ልቅ ማያያዣዎች ወይም በደንብ ያልተቀመጡ የኬብል መስመሮች ወደ ሞቃት ቦታዎች፣ የኢንሱሌሽን መበላሸት እና እሳት ሊያስከትሉ ይችላሉ። ስለዚህ፣ አንዳንድ አስፈላጊ የመከላከያ እርምጃዎች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡

- የ PV ኬብሎች ምርጫ ከ UV እና ከፍተኛ የሙቀት መጠን መቋቋም የሚችል መከላከያ ጋር
- ለአደጋ ተጋላጭ በሆኑ አካባቢዎች የቧንቧ ወይም የኬብል መከላከያዎችን መጠቀም
- ገመዶቹ እንዳይቆነጠጡ፣ ሹል በሆኑ ጠርዞች ላይ እንዳይጣበቁ እና የውጥረት እፎይታ እንዲያገኙ ያስተካክሉ።
- የMC4 (ወይም ተመሳሳይ) ማገናኛው ተኳሃኝ መሆኑን እና በጉልበት መሰረት መጫኑን ያረጋግጡ።

ቀላል ሊመስል ቢችልም፣ ይህ አሰራር ብዙውን ጊዜ ለረጅም ጊዜ ደህንነት ቁልፍ ነው።

የጥሩ ጥበቃ አቀማመጦች መርሆዎች

በአጠቃላይ፣ ጥበቃው ከስህተት ወይም ከኃይል ምንጭ እምቅ ምንጭ ጋር በተቻለ መጠን ቅርብ ነው የሚቀመጠው፡- በማጣመሪያው አቅራቢያ ያሉ የክር ፊውዞች፣ በኢንቨርተር/ፓነል አቅራቢያ ያሉ SPDዎች፣ በባትሪው አቅራቢያ ያሉ የባትሪ መሰባሪያዎች እና በአደጋ ጊዜ በቀላሉ ተደራሽ በሆኑ ቦታዎች ላይ ያሉ ኢሶሌተሮች። በተጨማሪም፣ በመሳሪያዎች መካከል ያለው ቅንጅት ወሳኝ ነው፡ የኤምሲቢ፣ የፊውዝ እና የኬብሎች ደረጃ አሰጣጥ መላውን ስርዓት ከማጥፋት ይልቅ ከስህተት ጋር በጣም ቅርብ የሆነው መሳሪያ እንዲሰናከል መስተካከል አለበት።

ሰነዶችም የጥበቃ አካል ናቸው፡ መለያዎች፣ ነጠላ መስመር ዲያግራሞች እና የአደጋ ጊዜ መዘጋት ሂደቶች ቴክኒሻኖች እና ተጠቃሚዎች በፍጥነት እና ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ እንዲሰሩ ያግዛሉ።

መዝጊያ

ለፀሐይ ኃይል ስርዓት የመከላከያ መሳሪያዎች የመሳሪያውን ደህንነት፣ አስተማማኝነት እና የህይወት ዘመን የሚወስን ኢንቨስትመንት ነው። ፊውዝ፣ ኤምሲቢዎች/ኤምሲሲቢዎች፣ ኤስፒዲዎች፣ አርሲዲዎች፣ የዲሲ ማግለያዎች፣ በቢኤምኤስ በኩል የባትሪ መከላከያ እና ተገቢ መሬት ላይ መገንባት ከዲዛይኑ መጀመሪያ ጀምሮ ሊታቀዱ የሚገቡ ቁልፍ ነገሮች ናቸው። በተገቢው ጥበቃ እና በመደበኛ ጭነት፣ የፀሐይ ኃይል ስርዓት ንጹህ ኃይል ከማምረት ባለፈ በረጅም ጊዜ ውስጥ ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ እና አነስተኛ መስተጓጎል ሳይኖር ይሰራል።

ከፈለጉ፣ ይህንን ጽሑፍ ወደ ቴክኒካዊ ስሪት (የጥበቃ መርሃ ግብሮችን እና አጠቃላይ የደረጃ አሰጣጥ ምክሮችን ጨምሮ) ወይም ለተራ አንባቢ ቀለል ወዳለ ስሪት ማስተካከል እችላለሁ።