Apsauga, reikalinga jūsų saulės baterijų sistemai nuo elektros energijos tiekimo sutrikimų
Saulės baterijų sistemos (PSTS) naudojamos vis dažniau, nes jos gali sumažinti elektros energijos sąnaudas, padidinti energetinę nepriklausomybę ir padėti pereiti prie švarios energijos. Tačiau nepaisant šių privalumų, yra vienas esminis aspektas, kuriam dažnai skiriama mažiau dėmesio: apsauga nuo elektros energijos tiekimo sutrikimų. Juk saulės baterijų sistemas sudaro įvairūs jautrūs elektroniniai komponentai, tokie kaip keitikliai, įkrovimo valdikliai, akumuliatoriai ir stebėjimo sistemos, kurie yra jautrūs įtampos šuoliams, žaibui, per didelei srovei ar prastam įžeminimui.
Elektros energijos tiekimo sutrikimai ne visada būna dideli įvykiai. Kartais tai yra nedideli, pasikartojantys svyravimai, tačiau jų bendras poveikis gali paspartinti komponentų gedimą. Šiame straipsnyje aptariamos apsaugos priemonės, reikalingos saugiai, stabiliai ir ilgai tarnaujančiai saulės baterijų sistemai, nesvarbu, ar ji skirta namams, verslui, ar didesnėms instaliacijoms.
Kodėl saulės baterijų sistemos yra pažeidžiamos elektros energijos tiekimo sutrikimų?
Saulės elektrinės (PLJS) turi ir nuolatinės srovės maitinimo šaltinį (iš plokščių į keitiklį / įkrovimo valdiklį), ir kintamosios srovės maitinimo šaltinį (iš keitiklio išėjimo į apkrovą / pastatą ir PLN tinklą, jei tai tinkle esančios sistemos). Šios dvi maitinimo linijos reiškia, kad yra daugiau elektros trikdžių patekimo taškų. Be to, saulės baterijos paprastai įrengiamos atvirose, aukštose vietose ir yra veikiamos oro sąlygų, todėl jos yra labiau pažeidžiamos žaibo smūgių ir įtampos šuolių, kuriuos sukelia išorinės sąlygos.
Kai kurie dažni elektros trikdžių tipai yra šie:
1. Įtampos šuoliai dėl žaibo arba didelio apkrovimo perjungimo.
2. Viršsrovis dėl trumpojo jungimo arba netinkamo kabelio dydžio.
3. Per didelė / per maža įtampa dėl tinklo arba keitiklio problemų.
4. Izoliacijos pažeidimas dėl drėgmės, nuluptų kabelių arba atsilaisvinusių jungčių.
5. Elektros energijos kokybės trikdžiai, tokie kaip harmonikos, ypač sistemose, kuriose naudojama daug netiesinių apkrovų.
Todėl ideali apsauga turėtų apimti tiek nuolatinės, tiek kintamosios srovės puses, taip pat įžeminimo mechanizmą ir tinkamą kabelių išdėstymą.
1. Apsaugos nuo viršįtampių įtaisas (SPD): pagrindinis skydas nuo įtampos šuolių.
SPD (viršįtampių apsaugos įtaisas) – tai įtaisas, skirtas nukreipti trumpalaikius įtampos šuolius į įžeminimo kelią, taip apsaugant elektroninius prietaisus nuo pažeidimų. Saulės elektrinėse (PLTS) SPD negalima įrengti vienoje vietoje, nes viršįtampių šaltiniai gali būti tiek skydelyje (nuolatinė srovė), tiek tinkle (kintamoji srovė).
Paprastai reikalingų SPD tipai:
– Nuolatinės srovės linijoje tarp skydų masyvo ir keitiklio / įkrovimo valdiklio sumontuotas nuolatinės srovės SPD (fotovoltinis viršįtampių saugiklis). Tai svarbu, nes ant stogo esančios skydinės gali gauti žaibo indukciją, net jei į jas tiesiogiai netenka žaibas.
– Kintamosios srovės SPD įrengiamas keitiklio išėjimo pusėje, jungiančioje prie namų paskirstymo skydo (arba prie PLN tinklo, jei sistemos prijungtos prie tinklo).
Į ką atkreipti dėmesį:
– Pasirinkite SPD, kurio vardinė vertė atitinka sistemos įtampą (pvz., 600 V / 1000 V nuolatinė srovė tam tikroms sistemoms).
– Įsitikinkite, kad SPD turi aiškų standartą (pvz., IEC/EN) ir jį įrengia technikas, suprantantis apsaugos koordinavimą.
– SPD yra veiksmingi tik tada, kai jie tinkamai įžeminti. Blogas įžeminimas reiškia, kad viršįtampiai neturi gero išėjimo.
2. MCB/MCCB ir saugiklis: apsauga nuo viršsrovės ir trumpojo jungimo
Srovės šuoliai gali atsirasti dėl trumpųjų jungimų, pažeistų laidų, sugedusių MC4 jungčių arba montavimo klaidų. Būtent čia itin svarbūs MCB/MCCB ir saugikliai.
Saulės baterijų sistemose:
– Nuolatinės srovės saugikliai (stygų saugikliai) dažnai naudojami kiekvienai skydo stygai apsaugoti, ypač jei lygiagrečiai veikia kelios stygos. Jų paskirtis – užkirsti kelią atgaliniam srautui iš kitų stygų, kuris gali įkaitinti laidus ir sukelti gaisrą.
– Nuolatinės srovės automatiniai jungikliai (MCB) naudojami kaip apsaugos ir grandinės pertraukikliai nuolatinės srovės linijose. Nuolatinės srovės automatiniai jungikliai skiriasi nuo kintamosios srovės automatinių jungiklių; jų nereikėtų painioti, nes skiriasi jų lanko gesinimo charakteristikos.
– Kintamosios srovės MCB/MCCB naudojamas keitiklio išėjimo pusėje, jungiant jį prie apkrovos / pagrindinio skydo, siekiant išvengti viršsrovės, kuri gali sugadinti keitiklį arba namų instaliaciją.
Svarbus principas: apsauga nuo viršsrovės turi būti pritaikyta prie kabelio dydžio ir maksimalios srovės, kuri gali atsirasti, o ne tik „kol įjungta“.
3. Nuolatinės srovės ir kintamosios srovės izoliatoriai: saugūs jungikliai techninei priežiūrai ir avarinėms situacijoms
Be automatinės apsaugos, sistemai taip pat reikalingas saugus rankinis atjungimo įtaisas:
– Nuolatinės srovės izoliatorius įrengiamas šalia keitiklio (arba šalia masyvo, kaip numatyta projekte), kad būtų atjungta nuolatinė įtampa techninės priežiūros arba avarinės situacijos metu.
– Kintamosios srovės linijoje įrengiami kintamosios srovės izoliatoriai, kad keitiklį būtų galima atskirti nuo tinklo / apkrovos.
Šie izoliatoriai yra būtini technikų ir pastatų savininkų saugumui. Kai kurie įrengimo standartai reikalauja, kad izoliatoriai leistų greitai išjungti sistemą gaisro ar žalos atveju.
4. RCD/ELCB (nuotėkio srovės įtaisas): apsauga nuo nuotėkio srovės ir smūgio
RCD/ELCB aptinka įžeminimo nuotėkį, kuris gali atsirasti dėl pažeistos kabelio izoliacijos, į įrenginį patekusios drėgmės arba įtampos patekimo į įrangos korpusą. Tai labai svarbu žmonių saugumui.
Sistemose su moderniais keitikliais RCD pasirinkimas turėtų būti pagrįstas gamintojo rekomendacijomis, nes kai kurie keitikliai sukuria liekamuosius nuolatinės srovės komponentus arba harmonikas, kurios gali supainioti standartinius RCD. Kai kuriais atvejais reikalingas A arba B tipo RCD, priklausomai nuo keitiklio konstrukcijos ir vietinių taisyklių.
Pagrindinis tikslas aiškus: užkirsti kelią elektros smūgiui ir sumažinti gaisro riziką dėl paliktų įjungtų nuotėkio srovių.
5. Įžeminimas ir sujungimas: visos apsaugos pagrindas
Daugelis žmonių montuoja SPD, MCB ir kitus įrenginius, bet pamiršta apie tinkamą įžeminimą. Įžeminimas yra labai svarbus būdas išsklaidyti trikdžių energiją ir stabilizuoti sistemos įtampos etaloną.
Ką reikia padaryti:
– Skydo rėmo konstrukcijos (tvirtinimo) įžeminimas, kad nebūtų „plūduriuojančių“ metalinių dalių.
– Įžeminkite keitiklį pagal gamintojo vadovą.
– SPD įžeminimas turi būti trumpas, tiesus ir su minimaliais lenkimais, kad būtų užtikrinta maža varža (svarbu viršįtampių metu).
– Namo įžeminimo sistema turėtų būti integruota, o ne atskira be skaičiavimų.
Be įžeminimo, taip pat yra ir sujungimas: metalinių dalių sujungimas taip, kad jos turėtų tą patį potencialą, taip sumažinant įtampos skirtumų riziką, kai yra trikdžių.
6. Akumuliatoriaus apsauga (jei naudojate hibridinę / autonominę sistemą)
Baterijomis maitinamose sistemose elektros energijos tiekimo sutrikimai gali būti sudėtingesni dėl didelio sukauptos energijos kiekio. Paprastai reikalinga papildoma apsauga:
– BMS (akumuliatorių valdymo sistema), skirta reguliuoti perkrovą, per didelį iškrovimą, perkaitimą ir elementų balansavimą.
– Specialus akumuliatoriaus saugiklis arba nuolatinės srovės pertraukiklis, galintis nutraukti dideles sroves.
– Kontaktoriai ir apsauga nuo temperatūros akumuliatorių skyriuje, ypač ličio akumuliatorių sistemoms.
– Tinkama ventiliacija ir apsauga nuo gaisro, nes netinkamai elgiantis su baterijomis kyla perkaitimo pavojus.
Neapsaugotos baterijos ne tik greitai susidėvi, bet ir gali tapti rimto pavojaus šaltiniu.
7. Stebėjimas ir signalizacija: ankstyvas aptikimas sumažina nuostolius
Apsauga – tai ne tik įrenginių atjungimas; ankstyvas aptikimas yra lygiai taip pat svarbi apsaugos priemonė. Stebėjimo sistemos padeda žinoti:
– Nenormali skydelio grandinės įtampa ir srovė (atsipalaidavusių jungčių arba stipraus šešėliavimo požymis).
– Keitiklis dažnai išsijungia (rodo elektros energijos kokybės sutrikimus arba pakartotinį apsaugos veikimą).
– Aukšta komponento temperatūra (prastos ventiliacijos arba perkrovos požymis).
– Gamybos duomenys smarkiai sumažėja (rodo skydelio pažeidimą arba sistemos sutrikimą).
Geras stebėjimas leidžia imtis veiksmų prieš žalai išplintant ir remonto išlaidoms išaugant.
Išvada: tinkama apsauga užtikrina saulės elektrinių saugumą ir ilgaamžiškumą
Saulės baterijų sistema yra ilgalaikė investicija. Siekiant užtikrinti šios investicijos saugumą ir optimalų veikimą daugelį metų, apsauga nuo elektros energijos tiekimo sutrikimų neturėtų būti laikoma pasirenkamu priedu. Tokie įtaisai kaip SPD (nuolatinės ir kintamosios srovės), MCB/saugikliai, izoliatoriai, RCD/ELCB, tinkamas įžeminimas, akumuliatoriaus apsauga ir stebėjimo sistemos yra neatsiejama visapusiškos apsaugos sistemos dalis.
Jei planuojate montuoti arba vertinate esamą sistemą, užtikrinkite, kad apsauga apimtų tiek nuolatinės, tiek kintamosios srovės puses, taip pat tinkamą įžeminimą. Pasikonsultuokite su techniku arba rangovu, kuris supranta saulės fotovoltinių įrenginių montavimo standartus ir apsaugos koordinavimą. Tokiu būdu apsaugosite ne tik savo saulės baterijas, bet ir savo namus, elektroninę įrangą bei visų juose esančių asmenų saugumą.
Jei pageidaujate, galiu padėti jums sudaryti paprastą patikrinimo kontrolinį sąrašą (namų savininkams) arba rekomenduojamų apsaugos specifikacijų sąrašą, pagrįstą jūsų sistemos tipu (tinklinė, hibridinė ar autonominė) ir pajėgumu.
