كيف تقوم أجهزة الحماية من زيادة التيار بحماية النباتات الكهروضوئية

في محطات الطاقة الكهروضوئية، يتعين على أجهزة SPDs تلبية متطلبات محددة لضمان التشغيل المستمر وتوليد الطاقة.

عند تصميم محطة كهروضوئية، من المهم النظر في تركيب أجهزة الحماية من زيادة التيار (SPDs). يمكن أن تؤدي الزيادات المفاجئة واضطرابات الشبكة إلى التوقف عن العمل، مما يقلل من أداء المصنع. ولذلك، ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار أي ظروف تؤثر على توليد الطاقة وتوزيعها عند تصميم التركيبات الكهربائية.

لماذا تعتبر SPDs أولوية قصوى في محطات الطاقة الكهروضوئية؟

يتم تركيب الألواح الشمسية في الخارج لتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء. هذا الموقع الخارجي يجعلهم معرضين بشكل مباشر لظروف قاسية مثل المطر والرياح والغبار. من بين الظروف الجوية، تتطلب ضربات البرق اهتمامًا خاصًا لأنها يمكن أن تؤثر بشدة على سلامة وأداء محطة الطاقة الكهروضوئية. تنشأ في سحابة ركامية وتنتهي على الأرض. عندما تضرب ضربة البرق الأرض، فإنها تفرغ الطاقة، مما يؤثر على المجال الكهربائي على الأرض. لمحطة الطاقة الشمسية الكهروضوئية تشكل خطرين:

تأثير مباشر يمكن أن يدمر فعليًا معدات الطاقة الشمسية الموجودة على السطح

الفولتية الزائدة العابرة التي تمر عبر الكابلات عن طريق الاقتران المغناطيسي، مما قد يؤدي إلى تلف المكونات الحساسة مثل لوحات الدوائر المطبوعة (PCB).

وفيما يتعلق بالتأثير المباشر، فإن ‘وسائل الحماية من الصواعق الخارجية’ (ELP) توفر الحماية المطلوبة وفقًا للمعيار IEC 62305، الذي يصف كيفية تقييم ما إذا كان موقعك يحتاج إلى مثل هذه الحماية، وما هو الخيار المفضل (الأقفاص المتشابكة، محطة الهواء، وما إلى ذلك). المفهوم بسيط: تأكد من أن البرق سيضرب قضيبًا معدنيًا مثبتًا على أعلى نقطة في النبات الخاص بك، وسيقوم بتبديد الطاقة مباشرة إلى الأرض من خلال موصل نحاسي سفلي.

عندما يتعلق الأمر بالفولتية العابرة، فإن SPDs مطلوبة. يتم تركيبها بالتوازي في لوحات حماية الدائرة لتحويل الطاقة إلى الأرض والحد من الجهد الزائد إلى هذه القيمة المقبولة للمعدات النهائية.

بمجرد تركيب ELP في محطة كهروضوئية، يكون من الضروري أيضًا تركيب SPD. إذا لم تكن المحطة الكهروضوئية مجهزة بـ ELP، يوصى بشدة بتركيب SPD للحد من اضطرابات الشبكة (عابرة الفولتية).

كيف يعمل SPD على حماية الجانب DC من محطات الطاقة الشمسية؟

لضمان تدفق الطاقة إلى الأرض أولاً للحد من الفولتية، فإن العنصر الأكثر أهمية هو مكثف الأكسيد المعدني (MOV، ‘Varistor’ يرمز إلى VARI-able resi-STOR). يتمتع هذا المكون بمثل هذه الملاءمة بحيث تكون المقاومة عالية بما يكفي في الظروف العادية (بدون الفولتية الزائدة) بحيث لا تسمح بمرور التيارات الاسمية عبره. بدءًا من مستوى معين من الجهد الزائد، ستنخفض المقاومة بسرعة، مما يفتح الطريق إلى الأرض ويعود إلى حالته الطبيعية مرة واحدةلقد تبددت الطاقة. تسمح هذه العملية بالحد من مستوى الجهد الزائد الذي يصل إلى جميع المعدات المتصلة في اتجاه مجرى النهر.

النوع 1+2 SPD مقابل النوع 2 SPD القياسي، أيهما هو الأفضل؟

هناك أنواع مختلفة من أجهزة SPD المتاحة والتي تختلف من حيث المقاومة: النوع 1 والنوع 2 والنوع 1+2. يمكن لـ SPD من النوع 1 التعامل مع الضربة المباشرة التي تؤدي إلى زيادة الطاقة، في حين أن النوع 2 يحد من الفولتية من مصادر مختلفة. ويمكن دمج كلتا الخاصيتين في “النوع 1+2” لتوفير الحماية الكاملة.

يتمثل التحدي في المحطات الكهروضوئية في اختيار الحماية المناسبة من زيادة التيار لتحمل التيارات الموجية ذات الطاقة النقية 10/350 ميكروثانية (أقوى 10 مرات تقريبًا من الشكل الموجي من النوع 2 8/20 ميكروثانية) مع أخذ المساحة في الاعتبار في نفس الوقت. في العاكس أو صندوق التوصيل، تكون المساحة دائمًا ذات أولوية قصوى. توفر سلسلة BRPV من Britec كلا من الحماية من زيادة التيار المستمر من النوع 1+2 والنوع 2 والتي يمكن أن تحمي من الفولتية الزائدة بسبب ضربات البرق أو تيار الشبكة المتزايد.