როგორ მუშაობს ავტომატური ამომრთველები და მათი გამოყენების უპირატესობები მზის ენერგიის სისტემებში
მზის ენერგიის სისტემები (PLTS) სულ უფრო ხშირად გამოიყენება სახლებში, კომერციულ შენობებსა და სამრეწველო ობიექტებში, რადგან მათ შეუძლიათ ელექტროენერგიის ხარჯების შემცირება და სუფთა ენერგიის მხარდაჭერა. თუმცა, მათი სარგებლის მიუხედავად, PLTS, როგორც ელექტრო სისტემა, მაინც შეიცავს რისკებს: ჭარბ დენს, მოკლე ჩართვას, იზოლაციის უკმარისობას და ხანძრის პოტენციალს ცუდი შეერთებების გამო. ამიტომ, დაცვა განუყოფელი ასპექტია. დაცვის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტია ამომრთველი (CB). ეს სტატია განიხილავს, თუ როგორ მუშაობენ ამომრთველები და მათ სარგებელს ყოვლისმომცველ მზის ენერგიის სისტემაში.
რა არის ავტომატური ამომრთველი და რატომ არის ის მნიშვნელოვანი მზის ელექტროსადგურში?
ავტომატური ამომრთველი არის დამცავი მოწყობილობა, რომელიც ავტომატურად წყვეტს ელექტრულ დენს რაიმე არანორმალური მდგომარეობის, მაგალითად, გადატვირთვის ან მოკლე ჩართვის შემთხვევაში. დაუკრავენისგან განსხვავებით, რომელიც ერთხელ ქრებოდა, ავტომატური ამომრთველის გადატვირთვა, როგორც წესი, შესაძლებელია გაუმართაობის აღმოფხვრის შემდეგ. მზის ელექტროსადგურებში ავტომატური ამომრთველები მოქმედებენ როგორც „კარიბჭეები“, რომლებიც იცავენ მზის პანელებს, ინვერტორებს, აკუმულატორებს, კაბელებს და დატვირთვის აღჭურვილობას სერიოზული დაზიანებისგან.
მზის ელექტროსადგურებს (PLTS) აქვთ მახასიათებლები, რომლებიც დაცვას უფრო რთულს ხდის: მათი ენერგიის წყაროები შეიძლება იყოს მზის პანელები (DC), აკუმულატორები (DC), PLN ქსელი (AC) და ინვერტორული გამომავალი (AC). ამიტომ, მზის ელექტროსადგურში ერთზე მეტი ტიპის ამომრთველია - არსებობს DC და AC ამომრთველები სხვადასხვა ფუნქციითა და სპეციფიკაციებით.
როგორ მუშაობს ამომრთველები: ძირითადი პრინციპები
ზოგადად, ამომრთველები მუშაობენ სამ მთავარ ეტაპზე:
1. დარღვევების აღმოჩენა
ავტომატური ამომრთველი აფიქსირებს უსაფრთხო ზღვარს გადაჭარბებულ დენს ან მოკლე ჩართვის გამო ძალიან დიდ ტალღას.
2. ამომრთველის მექანიზმის (გამორთვის მექანიზმის) მოხსნა
გაუმართაობის აღმოჩენისას, შიდა მექანიზმი „გაითიშება“, რაც მთავარი კონტაქტის გახსნას გამოიწვევს.
3. რკალის ჩაქრობა (რკალის ჩაქრობა)
როდესაც კონტაქტები იხსნება, შეიძლება წარმოიქმნას რკალი. ავტომატური ამომრთველები შექმნილია ამ რკალის ჩასაქრობად, რათა უზრუნველყონ უსაფრთხო გათიშვა და თავიდან აიცილონ მოწყობილობის დაზიანება.
ხშირად გამოყენებულ მინი ამომრთველებში (MCB) არსებობს გამორთვის ორი მეთოდი:
– თერმული გამორთვა (ბიმეტალური) გადატვირთვისას: ბიმეტალი თბება და იხრება, როდესაც ჭარბი დენი საკმარისად დიდხანს გრძელდება, შემდეგ კი წყვეტას იწვევს.
– მოკლე ჩართვის მაგნიტური გამორთვა (სოლენოიდი): მოკლე ჩართვისას დენი მყისიერად იზრდება და ქმნის ძლიერ მაგნიტურ ველს, რომელიც სწრაფად იზიდავს გამორთვის მექანიზმს.
ეს კომბინირებული მეთოდი ამომრთველს ეფექტურს ხდის ელექტრო დანადგარებში არსებული ორი ყველაზე გავრცელებული ტიპის გაუმართაობის წინააღმდეგ.
განსხვავება AC და DC ამომრთველებს შორის მზის ენერგიის სისტემებში
გავრცელებული შეცდომაა იმის დაშვება, რომ ცვლადენოვანი და მუდმივი დენის ამომრთველები ურთიერთშემცვლელები არიან. თუმცა, მუდმივი დენის ამომრთველების გათიშვა უფრო რთულია, ვიდრე ცვლადენოვანი დენის ამომრთველების. ცვლადენოვან დენის შემთხვევაში, ძაბვა ყოველ ნახევარ ციკლში ნულს კვეთს, რაც რკალის ჩაქრობას უფრო აადვილებს. მუდმივი დენის შემთხვევაში, დენის ნაკადი უწყვეტია, რაც რკალს უფრო დიდხანს გაძლებს და სახიფათო ხდება, თუ ამომრთველი სპეციალურად არ არის შექმნილი.
ამიტომ, DC ამომრთველებს, როგორც წესი, აქვთ:
– მკაფიო მუდმივი დენის ძაბვის ნომინალური მაჩვენებელი (მაგ. 250 ვოლტი, 600 ვოლტი, 1000 ვოლტი),
– სპეციალური რკალური ჩაქრობის დიზაინი (რკალური ღარი/მაგნიტი),
– მუდმივი დენის ხარვეზის დენების საკმარისი გამთიშველი სიმძლავრე.
PLTS-ში, DC ამომრთველები ჩვეულებრივ დამონტაჟებულია:
– მზის პანელებიდან ინვერტორამდე (ფოტელური მასივის კომბინატორი/იზოლატორი) გზა,
– აკუმულატორიდან ინვერტორამდე/დატენვის კონტროლერამდე გზა,
– დაცვა პანელის სიმებიან სქემებზე (განსაკუთრებით სისტემებზე, რომლებსაც აქვთ მრავალი პარალელური სიმი).
მიუხედავად იმისა, რომ ცვლადი დენის ამომრთველები გამოიყენება:
– ინვერტორული გამომავალი სახლის გამანაწილებელ პანელზე,
– PLN ქსელთან დამაკავშირებელი ხაზი (ქსელური კავშირი),
– ცვლადი დენის დატვირთვების დაცვა.
სხვა დაკავშირებული დამცავი კომპონენტები
მიუხედავად იმისა, რომ ამ სტატიის მთავარი თემაა ავტომატური ამომრთველები, პრაქტიკაში PLTS ჩვეულებრივ სხვა მოწყობილობებთან არის შერწყმული, როგორიცაა:
– SPD (ტალღის ძაბვისგან დამცავი მოწყობილობა) ელვის ან გადართვის შედეგად გამოწვეული ტალღის ძაბვისგან დაცვისთვის,
– იზოლატორის გადამრთველი/გამთიშვა ტექნიკური მომსახურების დროს ხელით გათიშვისთვის,
– RCD/ELCB/RCBO მიწაში დენის გაჟონვისგან დაცვისთვის (ძალიან მნიშვნელოვანია ადამიანის უსაფრთხოებისთვის),
– გარკვეულ ფოტოელექტრულ სტრიქონებზე არსებული დაუკრავენები, განსაკუთრებით სტრიქონებს შორის უკუ დენისგან დაცვისთვის.
ავტომატური ამომრთველები ხშირად ჭარბი დენისგან დაცვის „ხერხემალს“ წარმოადგენენ, ხოლო სხვა მოწყობილობები სხვადასხვა ტიპის გაუმართაობას ავსებენ.
მზის ენერგიის სისტემებში ამომრთველების გამოყენების უპირატესობები
ქვემოთ მოცემულია მზის ელექტროსადგურებში ავტომატური ამომრთველების ძირითადი უპირატესობები, რაც მათ უსაფრთხო და საიმედო დიზაინში აუცილებელ კომპონენტად აქცევს.
1. დაიცავით კაბელები გადახურებისა და ხანძრისგან
კაბელებს აქვთ მაქსიმალური დენის გამტარუნარიანობა. თუ დენი გარკვეული პერიოდის განმავლობაში გადააჭარბებს კაბელის გამტარუნარიანობას, კაბელის ტემპერატურა მოიმატებს, იზოლაცია შეიძლება დნება და პოტენციურად გამოიწვიოს ხანძარი. ავტომატური ამომრთველები წყვეტენ დენს მანამ, სანამ ეს სახიფათო გახდება. მზის ელექტროსადგურებში ეს რისკი შეიძლება წარმოიშვას ცვლადი დენის მხარეს გადატვირთვის ან მუდმივი დენის მხარეს ინვერტორში/აკუმულატორში გაუმართაობის გამო.
2. ინვერტორებისა და სხვა ძვირადღირებული მოწყობილობების დაზიანების თავიდან აცილება.
ინვერტორი, დამუხტვის კონტროლერი და აკუმულატორი მაღალი ღირებულების კომპონენტებია. მოკლე ჩართვამ ან ინსტალაციის შეცდომებმა შეიძლება სწრაფად დააზიანოს ინვერტორში ნახევარგამტარული კომპონენტები. შესაბამისი ამომრთველი ადრეულ ეტაპზე შეაჩერებს გაუმართაობას, რაც მინიმუმამდე დაიყვანება დაზიანება.
3. ხელს უწყობს წრედის იზოლაციას ტექნიკური მომსახურების დროს
მზის ელექტროსადგურებს რეგულარული შემოწმება სჭირდებათ: კონექტორების შემოწმება, სიმების ძაბვის გაზომვა ან აკუმულატორების მომსახურება. ავტომატური ამომრთველები ტექნიკოსებს საშუალებას აძლევს, გათიშონ სისტემის კონკრეტული ნაწილები მთელი ინსტალაციის გამორთვის გარეშე. ეს აუმჯობესებს უსაფრთხოებას და ამცირებს გათიშვის დროს.
4. ელექტროენერგიის მომსახურების საიმედოობისა და უწყვეტობის გაუმჯობესება
როდესაც სისტემის ერთ ნაწილში ხდება გაუმართაობა, სწორად განლაგებული ამომრთველებით შესაძლებელია მისი ლოკალიზაცია. მაგალითად, ერთი პანელის ჯაჭვის გაუმართაობა არ ნიშნავს მთელი სისტემის გათიშვას, თუ არსებობს ადეკვატური დაცვა. ეს იწვევს უფრო სტაბილურ ენერგომომარაგებას და სისტემის სრული გათიშვის რისკის შემცირებას.
5. შეიძლება გადატვირთვა, დროისა და ხარჯების დაზოგვა
გაუმართაობის მიზეზის დადგენისა და გამოსწორების შემდეგ, ავტომატური ამომრთველები, როგორც წესი, უბრალოდ ბრუნდება თავის მდგომარეობაში, დაუკრავენების შეცვლის ნაცვლად. ეს ზოგავს ოპერაციულ ხარჯებს და აჩქარებს სისტემის აღდგენას, განსაკუთრებით ძნელად მისადგომ ადგილებში.
6. წარმოადგენს დარღვევის ინდიკატორს
ბევრ ამომრთველს აქვს მკაფიო გამორთვის პოზიცია, ამიტომ მომხმარებლებმა იციან, როდის მოხდა გაუმართაობა. ეს მარტივი ინფორმაცია გადამწყვეტია პრობლემების აღმოსაფხვრელად: გამოწვეულია თუ არა გაუმართაობა გადატვირთვის, მოკლე ჩართვის ან კონკრეტული აღჭურვილობის პრობლემის გამო.
მზის ელექტროსადგურებში ინსტალაციის კარგი პრაქტიკა
მიუხედავად იმისა, რომ ავტომატური ამომრთველები მნიშვნელოვანია, მათი ეფექტურობა დამოკიდებულია სწორ შერჩევასა და მონტაჟზე. ხშირად გამოიყენება რამდენიმე საერთო პრინციპი:
– DC მხარისთვის გამოიყენეთ სპეციალური DC CB, განსაკუთრებით მაღალი ფოტოელექტრული სტრიქონების ძაბვისთვის.
– დარწმუნდით, რომ დენის რეიტინგი შეესაბამება გაანგარიშებას, არც ძალიან მცირე (ადვილად ირთვება) და არც ძალიან დიდი (დაცვა ვერ ხერხდება).
– დარწმუნდით, რომ CB ძაბვის ნომინალური მაჩვენებელი უფრო მაღალია, ვიდრე მაქსიმალური სამუშაო ძაბვა (ცივი ამინდის პირობების ჩათვლით, რამაც შეიძლება გაზარდოს პანელის ღია წრედის ძაბვა).
– ყურადღება მიაქციეთ გათიშვის სიმძლავრეს (ხარვეზის დენის გათიშვის უნარს) სისტემაში პოტენციური მოკლე ჩართვის დენის მიხედვით.
– ამომრთველი მოათავსეთ ისეთ ადგილას, რომელიც ხელს შეუწყობს მუშაობას და მომსახურებას, მაგალითად, ინვერტორთან, კომბაინერის ყუთთან ან გამანაწილებელ პანელთან ახლოს.
– შეხების უსაფრთხოებისთვის, კონდიციონერის მხარეს RCD/ELCB-თან შეუთავსეთ.
ადგილობრივი და საერთაშორისო სტანდარტები (მაგალითად, IEC ან PUIL დებულებები ინდონეზიაში), როგორც წესი, მთავარი საცნობარო წყაროა იმის უზრუნველსაყოფად, რომ დამცავი დიზაინი შეესაბამებოდეს რეგულაციებს.
დასკვნა
მზის ენერგიის სისტემებში ავტომატური ამომრთველები დაცვის უმნიშვნელოვანესი კომპონენტებია, რადგან მათ შეუძლიათ ავტომატურად გამორთონ დენი გადატვირთვის ან მოკლე ჩართვის შემთხვევაში, რაც ამცირებს ხანძრის რისკს, იცავს ინვერტორსა და აკუმულატორს და ამარტივებს მოვლა-პატრონობას. ცვლადენოვანი და მუდმივი დენის მახასიათებლების განსხვავებები ართულებს ავტომატური ამომრთველის სწორი ტიპის არჩევას - მუდმივი დენის ამომრთველები უნდა იქნას გამოყენებული ფოტოელექტრული ხაზისა და აკუმულატორისთვის, ხოლო ცვლადენოვანი ავტომატური ამომრთველები - ინვერტორის გამომავალი და დატვირთვის განაწილებისთვის. სწორი დაცვის დიზაინით, მზის ელექტროსადგურები არა მხოლოდ ეფექტურია, არამედ უსაფრთხო, საიმედო და ხანგრძლივი მუშაობის უნარითაც გამოირჩევა.
თუ გსურთ, შემიძლია დავამატო დაცვის კონფიგურაციის მაგალითების სპეციალური ქვეგანყოფილება (ერთხაზოვანი დიაგრამები) ქსელში ჩართული, ქსელიდან გამორთული და ჰიბრიდული მზის ფოტოელექტრული სისტემებისთვის, მათ შორის რეკომენდებული ამომრთველების დამონტაჟების წერტილები.
