Забеспячэнне абароны сістэм сонечных панэляў з дапамогай правільных ахоўных прылад
Сонечныя панэлі (PLTS) становяцца ўсё больш папулярнымі дзякуючы іх здольнасці зніжаць выдаткі на электраэнергію, павышаць энергетычную незалежнасць і падтрымліваць мэты па скарачэнні выкідаў. Аднак многія людзі засяроджваюцца на магутнасці модуляў і інвертараў, мяркуючы, што сістэма аўтаматычна становіцца бяспечнай пасля ўключэння. Аднак сонечныя энергетычныя сістэмы — незалежна ад таго, падключаныя яны да сеткі, гібрыдныя ці аўтаномныя — працуюць з патэнцыйна небяспечнымі токамі і напружаннямі і падвяргаюцца ўздзеянню знешніх умоў, такіх як спёка, дождж, маланка і вільготнасць. Без належнага ахоўнага абсталявання можа павялічыцца рызыка пашкоджання абсталявання, зніжэння прадукцыйнасці і нават патэнцыйных пажараў.
У гэтым артыкуле разглядаюцца асноўныя ахоўныя прылады, важныя для падтрымання надзейнасці і бяспекі сістэм сонечных панэляў, спосабы іх выбару і правільныя практыкі ўстаноўкі.
Чаму важная абарона сонечнай энергетычнай сістэмы?
Сістэма сонечных панэляў складаецца з некалькіх кампанентаў: фотаэлектрычных модуляў, кабеляў пастаяннага току, аб'яднальнага блока, інвертара, акумулятараў (пры наяўнасці), размеркавальнай панэлі пераменнага току і падключэння да электрычнай сеткі. Кожны кампанент нясе пэўныя рызыкі. Скачкі напружання, выкліканыя маланкай або пераключэннем, перагрузкі па току з-за кароткага замыкання, токі ўцечкі, няшчыльныя злучэнні, якія выклікаюць перагрэў, і перабоі ў электрычнай сетцы могуць прывесці да дарагіх пашкоджанняў кампанентаў.
Акрамя абароны абсталявання, абарона таксама непасрэдна ўплывае на бяспеку карыстальнікаў і тэхнікаў. Пастаяннае напружанне ад ланцугоў панэлі можа быць вельмі высокім і небяспечным, таму што пастаянны ток, як правіла, цяжэй перапыніць, чым пераменны. Таму меры бяспекі павінны быць распрацаваны з самага пачатку, а не дададзены пазней.
1) Абарона ад перагрузкі па току: засцерагальнік і аўтаматычны выключальнік/аўтаматычны выключальнік
Асноўная функцыя абароны ад перагрузкі па току — прадухіленне перагрэву кабеляў і абсталявання з-за току, які перавышае іх дапушчальную сілу. У фотаэлектрычных сістэмах гэтая абарона звычайна размяшчаецца як на баку пастаяннага, так і на баку пераменнага току.
а) Засцерагальнік пастаяннага току для ланцужка панэлі
Засцерагальнікі ў асноўным выкарыстоўваюцца ў сістэмах з некалькімі паралельнымі ланцугамі. Калі адзін ланцуг пашкоджаны, ток з іншых ланцугоў можа цячы назад і пашкодзіць пашкоджаны ланцуг. Засцерагальнік ланцуга перарывае гэты зваротны паток. Выкарыстоўвайце засцерагальнік, спецыяльна распрацаваны для фотаэлектрычных сетак пастаяннага току, бо здольнасць пастаяннага току гасіць дугу адрозніваецца ад здольнасці пераменнага току.
б) Аўтаматычны выключальнік пастаяннага току/аўтаматычны выключальнік
Аўтаматычны выключальнік пастаяннага току патрабуецца для абароны і/або разрыву ланцуга падчас тэхнічнага абслугоўвання. У некаторых канструкцыях засцерагальнікі і аўтаматычныя выключальнікі выкарыстоўваюцца разам па меры неабходнасці. Аўтаматычны выключальнік пастаяннага току/аўтаматычны выключальнік павінен мець намінальнае напружанне пастаяннага току, дастатковую для агульнага напружання фотаэлектрычнага ланцуга.
c) Аўтаматычны выключальнік пераменнага току
На выхадзе інвертара (пераменнага току) аўтаматычныя выключальнікі абараняюць лінію ад перагрузкі па току і кароткіх замыканняў. Выбар крывой адключэння (напрыклад, B/C/D) і адключальнай здольнасці павінен быць адрэгуляваны ў адпаведнасці з характарыстыкамі нагрузкі і патэнцыйным токам кароткага замыкання.
Важная заўвага: Не выкарыстоўвайце аўтаматычны выключальнік пераменнага току на лініі пастаяннага току. Нягледзячы на тое, што яны могуць выглядаць «падобнымі», прылады пераменнага току могуць не перарываць дугу пастаяннага току і быць небяспечнымі.
2) Выключальнік/ізалятар нагрузкі: выключальнік пастаяннага току
Добрая фотаэлектрычная сістэма павінна мець раз'яднальнік пастаяннага току, які дазваляе адключаць панэлі ад інвертара падчас праверак, аварыйных сітуацый або планавых адключэнняў. Раз'яднальнік пастаяннага току адрозніваецца ад аўтаматычнага выключальніка тым, што ён сканцэнтраваны на бяспечным перапыненні току нагрузкі пры высокіх напружаннях пастаяннага току.
Ізалятары звычайна ўсталёўваюцца:
– побач з інвертарам (каб тэхнік мог адключыць пастаянны ток перад абслугоўваннем),
– або ў скрынцы камбінатара ў залежнасці ад канструкцыі.
Выберыце раз'яднальнік з адпаведнымі намінальнымі напружаннем і токам, адпаведнымі стандартамі і сертыфікатамі, а таксама корпусам, прыдатным для месца ўстаноўкі (у памяшканні/на вуліцы).
3) Прылада абароны ад перанапружання (SPD)
Засцерагальныя прыстасаванні для электразабеспячэння (SPID) з'яўляюцца найважнейшымі кампанентамі, асабліва ў раёнах, схільных да маланак або нестабільных электрасетках. Скачкі напружання могуць узнікаць з двух напрамкаў:
– з боку пастаяннага току (індукцыя маланкі на кабелі панэлі/модуля),
– з боку пераменнага току (перанапружанне з сеткі або з-за пераключэння вялікіх нагрузак).
Распаўсюджаныя тыпы SPD:
– Прылада пастаяннага току SPD (PV SPD): для шляху ад панэлі да інвертара/аб'яднальніка.
– SPD пераменнага току: для размеркавальнай панэлі пераменнага току/выхаду інвертара.
На практыцы SPD часта ўсталёўваюцца:
– на блоку аб'яднальніка пастаяннага току,
– побач з інвертарам,
– на галоўным шчыце кандыцыянера.
Для аптымальнага функцыянавання SPD неабходная добрая сістэма зазямлення. Зазямляльны кабель SPD таксама павінен быць максімальна кароткім і прамым, каб паменшыць імпеданс.
4) Абарона ад току ўцечкі: ПЗВ/ПЗВ і кантроль ізаляцыі
З боку пераменнага току для абароны людзей ад паражэння электрычным токам, выкліканага ўцечкай току ў зямлю, выкарыстоўваецца ПЗВ (прылада ахоўнага адключэння) або RCBO (спалучэнне аўтаматычнага выключальніка і ПЗВ). Гэта важна як для жылых, так і для камерцыйных установак.
Аднак у сістэмах з пэўнымі інвертарамі тып ПЗВ павінен быць выбраны правільна (напрыклад, тып А або тып В), бо ток уцечкі можа ўтрымліваць пастаянны кампанент. Сучасныя інвертары часта маюць пэўныя рэкамендацыі; абавязкова выконваць інструкцыю вытворцы.
У некаторых сістэмах, асабліва буйных або аўтаномных, прылада кантролю ізаляцыі можа таксама выкарыстоўвацца для кантролю супраціўлення ізаляцыі на баку пастаяннага току.
5) Абарона акумулятара (для гібрыдных/аўтасеткавых сістэм)
Калі сістэма выкарыстоўвае акумулятары (літыевыя або свінцова-кіслотныя), абарона павінна быць больш надзейнай, бо назапашаная энергія вялікая, а цеплавая рызыка вышэйшая.
Распаўсюджаныя прылады абароны:
– Засцерагальнік/аўтаматычны выключальнік пастаяннага току побач з акумулятарам (абараняе кабель і прадухіляе вялікія токі кароткага замыкання).
– Адключальнік акумулятара для лёгкага абслугоўвання.
– BMS (сістэма кіравання батарэямі), спецыяльна для літыевых батарэй: рэгулюе балансаванне, кантралюе тэмпературу, напружанне элементаў, ток і адключаецца ў небяспечных умовах.
– Тэмпературная абарона і вентыляцыя: у акумулятарнай пакоі патрэбна належная цыркуляцыя паветра, асабліва для некаторых тыпаў.
У ідэале засцерагальнік павінен размяшчацца як мага бліжэй да клем акумулятара (пры гэтым улічваючы механічную бяспеку), каб мінімізаваць даўжыню неабароненага кабеля.
6) Зазямленне, злучэнне і знешняя маланкаабарона
Зазямленне — гэта аснова абароны. Ёсць два асноўныя аспекты:
– Электрычнае зазямленне/зазямленне: забеспячэнне бяспечнага шляху токаў кароткага замыкання да зямлі.
– Злучэнне: аб'яднанне металічных дэталяў (каркас панэлі, мацаванне, корпус) для атрымання аднолькавага патэнцыялу, што зніжае рызыку паражэння электрычным токам і павышае эфектыўнасць SPD.
Акрамя таго, у месцах з высокай схільнасцю да маланак (высокія будынкі, вялікія адкрытыя прасторы) варта разгледзець знешнія сістэмы маланкааховы, такія як маланкаадводы і токаадводы, распрацаваныя ў адпаведнасці са стандартамі. Знешняя маланкаахова адрозніваецца ад прыбораў абароны ад маланак (SPID); яны дапаўняюць адзін аднаго.
7) Корпусы і раздымы: дробныя дэталі, якія вызначаюць бяспеку
Акрамя «асноўных» прылад, ёсць і дапаможныя элементы, якія часта недаацэньваюць:
– Камбінаваная скрынка з класам абароны IP у залежнасці ад месцазнаходжання (напрыклад, IP65 для вонкавага выкарыстання).
– Стандартны раз'ём пастаяннага току для фотаэлектрычных прылад (напрыклад, сумяшчальнасць тыпаў раз'ёмаў) для прадухілення няшчыльнага кантакту, які выклікае нагрэў.
– Кабельныя ўводы, кабельныя каналы і сістэмы арганізацыі кабеляў для прадухілення адклейвання або перакусвання кабеляў жывёламі.
– Маркіроўка і шыльды: маркіроўка «Небяспека пастаяннага току», інструкцыі па выкарыстанні ізалятараў і адналінейныя схемы дапамагаюць падчас праверак і надзвычайных сітуацый.
Няшчыльныя злучэнні з'яўляюцца распаўсюджанай прычынай перагрэву і патэнцыйных узгаранняў. Таму якасць раздыма, тэхніка абціскання і момант зацяжкі павінны адпавядаць спецыфікацыям.
Як выбраць правільнае ахоўнае рыштунак
Каб абарона не проста «існула», звярніце ўвагу на наступныя прынцыпы:
1. Супастаўце намінальныя значэнні (напружанне, ток, адключальная здольнасць) з праектам сістэмы, а не з ацэнкамі.
2. Выкарыстоўвайце спецыяльную прыладу PV/DC для боку пастаяннага току.
3. Выконвайце стандарты і рэкамендацыі вытворцы інвертара, асабліва адносна ПЗВ/ПЗВ і зазямлення.
4. Забяспечце каардынацыю ахоўных механізмаў: прылады, размешчаныя блізка да крыніцы перашкод, павінны спрацоўваць першымі, каб мінімізаваць зону адключэння.
5. Звяртайце ўвагу на якасць і сертыфікацыю: танныя прылады без выразных стандартаў могуць выйсці з ладу пры перанапружанні або няспраўнасці.
Перыядычнае тэхнічнае абслугоўванне і выпрабаванні
Добрая абарона ўсё яшчэ патрабуе рэгулярных праверак, напрыклад:
– праверыць герметычнасць клем (крутоўны момант),
– візуальны агляд на наяўнасць прыкмет перагрэву,
– пераканайцеся, што SPD усё яшчэ актыўны (індыкатар стану),
– перыядычна правярайце ПЗВ,
– кантраляваць журналы памылак інвертара і BMS.
Сістэмы, якія застаюцца без абслугоўвання, рызыкуюць пагоршыць злучэнне, карозію і невыявіць няспраўнасці.
Закрыццё
Забеспячэнне абароны сістэмы сонечных панэляў патрабуе не толькі ўстаноўкі якасных панэляў і інвертара. Сюды таксама ўваходзіць стварэнне комплексных узроўняў абароны: абарона ад перагрузкі па току, абарона ад скіду нагрузкі, абарона ад перанапружання, абарона ад току ўцечкі, абарона акумулятара, а таксама належнае зазямленне і злучэнне. Правільныя ахоўныя прылады не толькі абараняюць вашы інвестыцыі ад дарагіх пашкоджанняў, але і павышаюць бяспеку жыхароў, тэхнікаў і навакольнага асяроддзя.
Калі вы плануеце ўстаноўку сонечнай электрастанцыі, з самага пачатку надасце прыярытэт праектаванню абароны і пераканайцеся, што ўстаноўку выконваюць кампетэнтныя тэхнікі ў адпаведнасці з дзеючымі электрычнымі стандартамі. Такім чынам, ваша сонечная сістэма зможа працаваць стабільна, бяспечна і аптымальна на працягу многіх гадоў.
