Обезбедување на заштита на системите за соларни панели со соодветни заштитни уреди
Инсталациите на соларни панели (PLTS) стануваат сè попопуларни поради нивната способност да ги намалат трошоците за електрична енергија, да ја зголемат енергетската независност и да ги поддржат целите за намалување на емисиите. Сепак, многу луѓе се фокусираат на капацитетот на модулот и инверторот, претпоставувајќи дека системот е автоматски безбеден откако ќе се вклучи. Сепак, системите за сончева енергија - без разлика дали се поврзани на мрежата, хибридни или исклучени од мрежата - работат со потенцијално опасни струи и напони и се изложени на надворешни услови како што се топлина, дожд, гром и влажност. Без соодветна заштитна опрема, ризикот од оштетување на опремата, намалени перформанси, па дури и потенцијални пожари може да се зголеми.
Оваа статија ги разгледува главните заштитни уреди што се важни за одржување на сигурноста и безбедноста на системите за соларни панели, како да се изберат и правилните практики за инсталација.
Зошто е важна заштитата на соларниот систем?
Системот на соларни панели се состои од неколку компоненти: фотоволтаични модули, еднонасочни кабли, кутија за комбинирање, инвертер, батерии (доколку е применливо), разводна табла за наизменична струја и приклучок кон електричната мрежа. Секоја компонента носи специфични ризици. Пренапонските бранови предизвикани од гром или прекинување, пренапонските струи поради кратки споеви, струите на истекување, лабавите врски што предизвикуваат прегревање и прекините од електричната мрежа можат да предизвикаат скапа штета на компонентите.
Освен заштитата на опремата, заштитата директно влијае и на безбедноста на корисниците и техничарите. Еднонасочните напони од колата на панелот можат да бидат многу високи и опасни бидејќи еднонасочната струја е потешко да се прекине отколку наизменичната. Затоа, заштитните мерки мора да се дизајнираат од самиот почеток, а не да се додаваат подоцна.
1) Заштита од прекумерна струја: Осигурувач и MCB/MCCB
Примарната функција на заштитата од прекумерна струја е да се спречи прегревање на каблите и опремата поради струја што ја надминува нивната ампература. Во фотоволтаичните системи, оваа заштита обично се поставува и на еднонасочната и на наизменичната страна.
a) Осигурувач за еднонасочна струја за низата на панелот
Осигурувачите првенствено се користат во системи со повеќе паралелни низи. Ако една низа е оштетена, струјата од другите низи може да тече наназад и да ја оштети неисправната низа. Осигурувачот на низата го прекинува овој обратен тек. Користете осигурувач специјално дизајниран за еднонасочна фотоволтаична струја, бидејќи можностите за гаснење на лачниот електричен ...
б) DC MCB/MCCB
Потребен е DC MCB за заштита и/или прекин на струјното коло за време на одржувањето. Во некои дизајни, осигурувачите и MCB се користат заедно по потреба. DC MCB/MCCB мора да има номинален напон на еднонасочна струја доволен за вкупниот напон на фотоволтаичната низа.
в) AC MCB/MCCB
На излезната страна на инверторот (AC), MCB/MCCB ја штитат линијата од прекумерна струја и кратки споеви. Изборот на кривата на исклучување (на пр., B/C/D) и капацитетот на прекинување мора да се прилагодат на карактеристиките на оптоварувањето и потенцијалната струја на дефект.
Важна забелешка: Не користете AC MCB на DC линија. Иако може да изгледаат „слично“, AC уредите може да не успеат да го прекинат DC лакот и се опасни.
2) Прекинувач/изолатор на оптоварување: DC прекинувач
Добриот фотоволтаичен систем треба да има еднонасочен изолатор кој овозможува панелите да се исклучуваат од инверторот за време на инспекции, итни случаи или планирани прекини. Еднонасочниот изолатор се разликува од MCB по тоа што се фокусира на безбедно прекинување на струјата на оптоварувањето при високи еднонасочни напони.
Изолаторите обично се инсталираат:
– во близина на инверторот (за да може техничарот да го исклучи DC напонот пред сервисирање),
– или во кутија за комбинирање во зависност од дизајнот.
Изберете изолатор со соодветни номинални вредности на напон и струја, релевантни стандарди и сертификати и куќиште соодветно за локацијата за инсталација (внатрешно/надворешно).
3) Уред за заштита од пренапон (SPD)
SPD се клучни компоненти, особено во области склони кон громови или нестабилни електрични мрежи. Напонските бранови можат да доаѓаат од две насоки:
– од страната на еднонасочна струја (индукција на гром на кабелот на панелот/модулот),
– од страната на наизменичната струја (пренапон од мрежата или поради префрлување на големи оптоварувања).
Вообичаени видови на SPD:
– DC SPD (PV SPD): за патеката од панелот до кутијата со инвертер/комбинер.
– SPD AC: за излез на дистрибутивната табла/инверторот за наизменична струја.
Во пракса, SPD-ите често се инсталираат:
– на кутијата за комбинирање на DC,
– во близина на инверторот,
– на главната клима табла.
За оптимално функционирање на SPD, неопходен е добар систем за заземјување. Кабелот за заземјување на SPD треба да биде што е можно пократок и исправен за да се намали импедансата.
4) Заштита од струја на истекување: RCD/RCBO и мониторинг на изолацијата
На страната на наизменичната струја, се користи RCD (уред за резидуална струја) или RCBO (комбинација од MCB и RCD) за заштита на луѓето од електричен удар предизвикан од истекување на струја кон земјата. Ова е од суштинско значење и за станбени и за комерцијални инсталации.
Сепак, во системи со одредени инвертори, типот RCD мора да биде правилно избран (на пр., тип А или тип Б), бидејќи струјата на истекување може да содржи DC компонента. Современите инвертори често имаат специфични препораки; следењето на упатството на производителот е задолжително.
Во одредени системи, особено во поголеми размери или надвор од мрежата, може да се примени уред за следење на изолацијата за следење на отпорот на изолацијата на страната на еднонасочна струја.
5) Заштита на батеријата (за хибридни/системи надвор од мрежата)
Доколку системот користи батерии (литиумски или оловни-киселински), заштитата мора да биде подисциплинирана бидејќи складираната енергија е голема, а термичкиот ризик е поголем.
Заеднички заштитни уреди:
– DC осигурач/MCB во близина на батеријата (го штити кабелот и спречува големи струи на дефект).
– Прекинувач за исклучување на батеријата за лесно одржување.
– BMS (Систем за управување со батерии) особено за литиумски батерии: го регулира балансирањето, ја следи температурата, напонот на ќелиите, струјата и се исклучува кога условите се небезбедни.
– Заштита на температурата и вентилација: просторијата за батерии има потреба од соодветна циркулација на воздух, особено за одредени типови.
Идеално, поставувањето на осигурувачот треба да биде што е можно поблиску до терминалите на батеријата (притоа сепак да се земе предвид механичката безбедност) за да се минимизира должината на незаштитениот кабел.
6) Заземјување, поврзување и надворешна заштита од гром
Заземјувањето е основа на заштитата. Постојат два главни аспекти:
– Електрично заземјување: обезбедување дека струите на дефект имаат безбеден пат до земјата.
– Лепење: спојување на метални делови (рамка на панелот, монтажа, куќиште) за да имаат ист потенцијал, намалувајќи го ризикот од удар и зголемувајќи ја ефикасноста на SPD.
Дополнително, на локации кои се многу подложни на громови (високи згради, големи отворени површини), разгледајте ги надворешните системи за заштита од гром, како што се громобрански шипки и спроводници за спуштање низ нив, дизајнирани според стандардите. Надворешната заштита од гром е различна од SPD; двете се надополнуваат едни со други.
7) Куќишта и конектори: Мали детали што ја одредуваат безбедноста
Покрај „главните“ уреди, постојат и придружни елементи кои честопати се потценуваат:
– Кутија за комбинирање со IP рејтинг според локацијата (на пр. IP65 за надворешна употреба).
– Стандарден PV DC конектор (на пр. компатибилност со типот на конектор) за да се спречи лабав контакт што предизвикува топлина.
– Кабелски зводи, цевки и управување со кабли за да се спречи лупење или каснување на каблите од животни.
– Означување и сигнализација: Ознаките „DC Hazard“, упатствата за изолатори и еднолиниските дијаграми помагаат за време на инспекциите и вонредните ситуации.
Лабавите врски се честа причина за жаришта и потенцијални пожари. Затоа, квалитетот на конекторот, техниката на стегање и вртежниот момент на затегнување мора да ги исполнуваат спецификациите.
Како да ја изберете вистинската заштитна опрема
За да не биде само „таму“ заштитата, обрнете внимание на следниве принципи:
1. Усогласете ги номиналните вредности (напон, струја, капацитет на прекин) со дизајнот на системот, а не со проценките.
2. Користете наменски PV/DC уред за DC страната.
3. Следете ги стандардите и препораките на производителот на инверторот, особено во врска со RCD/RCBO и заземјувањето.
4. Обезбедете координација на заштитата: уредите во близина на изворот на нарушувањето треба прво да се исклучат за да се минимизира областа на прекин.
5. Обрнете внимание на квалитетот и сертификацијата: евтините уреди без јасни стандарди можат да откажат кога ќе се појави пренапон или дефект.
Периодично одржување и тестирање
Добрата заштита сепак бара редовни инспекции, на пример:
– проверете ја затегнатоста на терминалот (вртежен момент),
– визуелна инспекција за знаци на прегревање,
– осигурајте се дека SPD е сè уште активен (индикатор за статус),
– периодично тестирајте го RCD,
– следете ги логовите за грешки на инверторот и BMS.
Системите што не се одржуваат се изложени на ризик од деградација на врската, корозија и неоткриени грешки.
Затворање
Обезбедувањето заштита на систем на соларни панели вклучува повеќе од само инсталирање квалитетни панели и инвертер. Исто така, вклучува и градење сеопфатни слоеви на заштита: прекумерна струја, исклучување на оптоварувањето, заштита од пренапон, заштита од истекување на струја, заштита на батериите и правилно заземјување и поврзување. Соодветните заштитни уреди не само што ја штитат вашата инвестиција од скапи штети, туку и ја подобруваат безбедноста на жителите, техничарите и околната средина.
Доколку планирате инсталација на соларна електрана, дајте приоритет на дизајнот на заштитата уште од самиот почеток и осигурајте се дека инсталацијата ја вршат компетентни техничари во согласност со важечките електрични стандарди. На овој начин, вашиот соларен систем може да работи стабилно, безбедно и оптимално во годините што доаѓаат.
