Dyfeisiau Amddiffynnol ar gyfer Systemau Ynni Solar
Defnyddir systemau pŵer solar (PLTS) fwyfwy mewn cartrefi, adeiladau masnachol, diwydiannau a chyfleusterau cyhoeddus. Yn ogystal â bod yn ffynhonnell ynni lân a helaeth, gall PLTS hefyd ostwng biliau trydan a chynyddu diogelwch ynni. Fodd bynnag, fel systemau trydanol eraill, mae PLTS yn wynebu amrywiol risgiau: ymchwyddiadau foltedd, gor-geryntau, cylchedau byr, taro mellt anuniongyrchol, gwallau gosod, a dirywiad cydrannau oherwydd gwres a'r amgylchedd. Felly, mae dyfeisiau amddiffynnol yn hanfodol ar gyfer gweithrediad diogel, sefydlog a hirhoedlog y system.
Mae'r erthygl hon yn trafod y prif ddyfeisiau amddiffynnol mewn systemau pŵer solar, eu swyddogaethau priodol, a'r egwyddorion lleoli a ddefnyddir yn gyffredin.
Pam mae angen amddiffyniad ar systemau ynni solar?
Mae gorsaf bŵer solar (PLTS) yn cynnwys sawl cydran: modiwlau solar (PV), ceblau a chysylltwyr DC, blwch cyfuno, gwrthdröydd, batris (os yw'n system hybrid/oddi ar y grid), a phanel dosbarthu AC sydd wedi'i gysylltu â'r llwyth neu'r grid PLN. Mae gan bob cydran nodweddion a pheryglon gwahanol. Gall yr ochr DC gael folteddau uchel a cheryntau mawr sy'n parhau i lifo pan fo golau, felly mae torri ar draws cerrynt a thrin namau yn wahanol i rai'r ochr AC. Yn y cyfamser, mae'r ochr AC yn agored i risgiau gosod trydanol cyffredin fel gor-gerrynt, methiant inswleiddio, a gollyngiad cerrynt.
Heb amddiffyniad priodol, gall aflonyddwch bach waethygu i ddifrod i'r gwrthdröydd, gwifrau byr, tân, neu hyd yn oed beryglu diogelwch technegwyr a deiliaid yr adeilad. Mae amddiffyniad priodol hefyd yn symleiddio cynnal a chadw: gellir ynysu'r system fesul adran, gellir lleoli'r nam, a gellir disodli cydrannau yn ddiogel.
1) Ffiwsiau DC ac AC
Ffiwsiau yw'r dyfeisiau amddiffyn symlaf a'r rhai a ddefnyddir fwyaf eang. Eu swyddogaeth yw torri'r cerrynt rhag ofn gorlif neu gylched fer. Mewn gorsafoedd pŵer solar (PLTS), mae ffiwsiau DC yn aml yn cael eu gosod ar bob llinyn panel (cyfres o fodiwlau) cyn mynd i mewn i'r blwch cyfuniad neu'r gwrthdröydd. Mae hyn yn bwysig oherwydd os bydd un llinyn yn profi nam, gall y cerrynt gwrthdro o'r llinynnau eraill lifo i'r llinyn sydd wedi'i ddifrodi a chynhesu'r ceblau neu'r cysylltwyr.
Mae ffiws AC wedi'i osod ar ochr allbwn y gwrthdröydd i amddiffyn y gylched AC rhag gor-gerrynt. Dylai dewis ffiws ystyried y sgôr cerrynt, y gallu torri, ac addasrwydd ar gyfer DC neu AC. Ni ellir disodli ffiwsiau DC yn syml â ffiwsiau AC oherwydd bod diffodd arc DC yn anoddach.
2) MCB a MCCB (Torrwr Cylched)
Mae Torwyr Cylched Miniature (MCBs) a MCCBs (Molded Case Circuit Breakers) yn gweithredu fel amddiffyniad rhag gor-gerrynt a chylched fer, a gellir eu defnyddio hefyd fel torwyr â llaw. Ar ochr AC, defnyddir MCBs yn gyffredin ar gyfer cylchedau llwyth a llinellau dosbarthu. Ar ochr DC, mae MCBs DC arbennig wedi'u cynllunio ar gyfer folteddau DC a nodweddion arc.
Mantais torwyr cylched dros ffiwsiau yw y gellir eu hailosod ar ôl baglu (cyn belled â bod achos y nam wedi'i ddatrys). Fodd bynnag, mae gosodiadau ffotofoltäig solar yn aml yn cyfuno ffiwsiau a thorwyr cylched yn dibynnu ar ofynion dylunio, graddfeydd cerrynt, a chyfluniad llinyn.
3) SPD (Dyfais Amddiffyn rhag Ymchwydd) neu Atalydd Ymchwydd Foltedd
Mae SPDs yn amddiffyn offer rhag ymchwyddiadau foltedd dros dro a achosir gan fellt anuniongyrchol, newid llwyth mawr, neu aflonyddwch grid. Gall ymchwyddiadau foltedd niweidio gwrthdroyddion, MPPTs, systemau monitro, a dyfeisiau cyfathrebu. Mewn gorsafoedd pŵer solar (PLTS), mae SPDs fel arfer yn cael eu gosod ar:
– Ochr DC: ger y blwch cyfuniad neu fewnbwn y gwrthdröydd (SPD DC).
– Ochr AC: ar banel dosbarthu allbwn y gwrthdröydd (SPD AC).
– Llwybr cyfathrebu: ethernet/RS485 os oes offer monitro bregus.
Mae dewis SPD yn ystyried y dosbarth (Math 1/Math 2), foltedd y system, a chynhwysedd cerrynt ymchwydd. Ar gyfer lleoliadau sydd â risg uchel rhag mellt neu adeiladau sydd â systemau amddiffyn rhag mellt, mae cydlynu rhwng yr SPD a'r system seilio yn hanfodol.
4) RCD/ELCB/RCCB (Amddiffyniad rhag Gollyngiadau Cerrynt)
Mae Dyfais Cerrynt Gweddilliol (RCD) neu ELCB/RCCB yn canfod gollyngiad cerrynt i'r ddaear, a all achosi sioc drydanol neu dân. Mewn systemau AC, defnyddir RCDs yn gyffredin i amddiffyn bodau dynol rhag cyswllt anuniongyrchol. Mewn gorsafoedd pŵer solar, mae eu cymhwysiad yn gofyn am ystyried y math o wrthdroydd (heb drawsnewidydd neu heb drawsnewidydd) a'r posibilrwydd o gydrannau gollyngiad DC a allai effeithio ar berfformiad RCD.
Mewn rhai systemau, defnyddir math penodol o RCD (er enghraifft, math A neu fath B) yn unol ag argymhellion a safonau gosod gwneuthurwr y gwrthdröydd. Mae hyn yn sicrhau nad yw'r RCD yn tripio'n ffug ond ei fod yn parhau i fod yn effeithiol rhag ofn y bydd gollyngiad cerrynt peryglus.
5) Ynysydd DC (Switsh Datgysylltu DC)
Mae ynysydd DC yn switsh sy'n caniatáu i dechnegwyr ddatgysylltu'r cysylltiad rhwng y paneli solar a'r gwrthdröydd yn ddiogel. Mae hyn yn hanfodol yn ystod cynnal a chadw'r gwrthdröydd, ailosod cydrannau, neu archwiliadau. Gan y bydd yr ochr PV yn parhau i gynhyrchu trydan pan fydd yn agored i olau, mae datgysylltiad diogel ac wedi'i labelu'n glir yn atal y risg o sioc drydanol a bwa DC.
Rhaid i ynysyddion DC fod â'r sgoriau foltedd a cherrynt priodol a rhaid iddynt fod wedi'u cynllunio'n benodol ar gyfer DC i ddiffodd yr arc. Maent fel arfer wedi'u lleoli ger y gwrthdröydd, ac mewn rhai dyluniadau, maent hefyd wedi'u lleoli yn y blwch cyfuniad.
6) Diogelu Batri: BMS, Ffiwsiau, a Thorri Cylched
Mewn systemau sy'n cael eu pweru gan fatris (oddi ar y grid neu hybrid), mae amddiffyniad batri yn hanfodol oherwydd bod batris yn storio symiau mawr o ynni a gallant ryddhau ceryntau uchel iawn yn ystod cylchedau byr. Mae dyfeisiau amddiffynnol cyffredin yn cynnwys:
– BMS (System Rheoli Batris): yn monitro foltedd pob cell, tymheredd, cerrynt gwefru/rhyddhau, ac yn datgysylltu os yw'r paramedrau'n fwy na'r terfynau diogel.
– Ffiws neu dorrwr cylched DC ar linell y batri: yn amddiffyn ceblau ac offer rhag ceryntau cylched fer.
– Cyswlltwr neu relái: yn caniatáu datgysylltu awtomatig mewn amodau annormal.
Mae'r amddiffyniad hwn yn helpu i atal gorboethi, difrod i gelloedd, a'r risg o redeg thermol mewn rhai mathau o fatris.
7) Daearu (Seilio/Daearu) a Bondio
Nid yw seilio yn ymwneud â "phlygio cebl i'r ddaear" yn unig, ond yn hytrach system a gynlluniwyd i sianelu ceryntau nam a chwyddiant yn ddiogel, lleihau folteddau cyswllt, a chynyddu effeithiolrwydd SPDs ac amddiffyniad cerrynt gollyngiadau. Mewn gorsafoedd pŵer solar, mae seilio yn cynnwys:
– Sefydlu ffrâm y modiwl a'r strwythur mowntio
– Sefydlu’r gwrthdröydd a’r panel trydanol
– Bondio rhwng rhannau metel i atal gwahaniaethau posibl
Mae dyluniad y sylfaen yn cael ei ddylanwadu gan y math o system (cwlwm grid, hybrid), math y gwrthdröydd, a safonau lleol. Gall sylfaenu gwael wneud yr SPD yn aneffeithiol a chynyddu'r risg o ddifrod yn ystod ymchwyddiadau.
8) Amddiffyniad Thermol a Rheoli Ceblau
Ar wahân i ddyfeisiau trydanol, mae ffactorau mecanyddol a thermol hefyd yn chwarae rhan sylweddol. Gall ceblau DC sy'n agored i'r haul, cysylltwyr rhydd, neu lwybro ceblau wedi'i osod yn wael arwain at fannau poeth, dirywiad inswleiddio, a thanau. Felly, mae rhai mesurau amddiffynnol pwysig yn cynnwys:
– Dewis ceblau PV gydag inswleiddio sy'n gwrthsefyll UV a thymheredd uchel
– Defnyddio amddiffynwyr dwythellau neu geblau mewn ardaloedd agored i niwed
– Trefnwch y ceblau fel nad ydyn nhw'n cael eu pinsio, nad ydyn nhw'n glynu wrth ymylon miniog, a bod ganddyn nhw ryddhad straen.
– Gwiriwch fod y cysylltydd MC4 (neu debyg) yn gydnaws ac wedi'i osod yn ôl y trorym.
Er y gall ymddangos yn syml, yr arfer hwn yn aml yw'r allwedd i ddiogelwch hirdymor.
Egwyddorion Lleoliad Amddiffyn Da
Yn gyffredinol, mae amddiffyniad wedi'i osod mor agos â phosibl at ffynhonnell bosibl y nam neu'r ffynhonnell ynni: ffiwsiau llinyn ger y cyfunydd, SPDs ger y gwrthdröydd/panel, torwyr batri ger y batri, ac ynysyddion mewn mannau sy'n hawdd eu cyrraedd mewn argyfwng. Ar ben hynny, mae cydlynu rhwng dyfeisiau yn hanfodol: rhaid alinio graddfeydd y MCB, ffiwsiau a cheblau fel bod y ddyfais agosaf at y nam yn tripio, yn hytrach na diffodd y system gyfan.
Mae dogfennaeth hefyd yn rhan o ddiogelwch: mae labeli, diagramau un llinell, a gweithdrefnau cau i lawr brys yn helpu technegwyr a defnyddwyr i weithredu'n gyflym ac yn ddiogel.
Cau
Mae offer amddiffynnol ar gyfer system ynni solar yn fuddsoddiad sy'n pennu diogelwch, dibynadwyedd a hyd oes yr offer. Mae ffiwsiau, MCBs/MCCBs, SPDs, RCDs, ynysyddion DC, amddiffyniad batri trwy BMS, a seilio priodol yn elfennau allweddol y dylid eu cynllunio o ddechrau'r dyluniad. Gyda diogelwch priodol a gosodiad safonol, bydd system ynni solar nid yn unig yn cynhyrchu ynni glân ond hefyd yn gweithredu'n ddiogel a chyda'r aflonyddwch lleiaf dros y tymor hir.
Os hoffech chi, gallaf addasu'r erthygl hon yn fersiwn fwy technegol (gyda enghreifftiau o gynlluniau amddiffyn ac argymhellion graddio cyffredinol) neu fersiwn symlach ar gyfer y darllenydd cyffredin.
