De fjerntliggende steder, ekspansive layouter og udsatte overflader på solcelleanlæg (PV) gør dem meget sårbare over for miljøfarer - især elektriske storme. En af de største risici er skader forårsaget af direkte eller indirekte lynnedslag, som kan føre til længere nedetid i systemet, inverterfejl og store indtægtstab.
For at afbøde disse risici er det afgørende at installere overspændingsbeskyttelsesanordninger (SPD'er) til solcelleanlæg på strategiske punkter, herunder solcelleinverteren og samlingsboksene. Disse soloverspændingsbeskyttelsesløsninger fungerer som en første forsvarslinje, der forhindrer ødelæggende overspændinger i at beskadige følsomt udstyr.
Fotovoltaiske systemer fungerer under specifikke forhold, der kræver PV-overspændingsbeskyttelsesenheder, der er specielt udviklet til højspændings-DC-applikationer - ofte op til 1500V. I modsætning til AC-systemer er DC-miljøet i solpaneler kontinuerligt og byder på unikke udfordringer.
For at vælge den korrekte SPD til dit solcelleanlæg skal du overveje følgende kritiske faktorer:
Lyntætheden i installationsområdet
Systemets driftstemperaturområde
Systemets DC-spændingsklassificering (ofte op til 1500V)
Kortslutningsstrømmen (Isc) af PV-panelet
Typen af overspændingseksponering (transient, direkte eller indirekte lyn)
Den påkrævede nominelle afladningsstrøm (In) og beskyttelsesklasse (f.eks. Type 1+2 SPD)
For at sikre effektiv beskyttelse skal spændingsbeskyttelsesniveauet (Op) for den valgte SPD være mindst 20% lavere end den dielektriske styrke af det tilsluttede udstyr, såsom inverteren eller kombinationsboksen.
Implementering af den rigtige lynbeskyttelse til solcelleanlæg er ikke kun en sikkerhedsforanstaltning - det er afgørende for at opretholde systemets oppetid, forlænge udstyrets levetid og beskytte din investering i vedvarende energi.
Det er vigtigt at bruge en SPD med en kortslutningsmodstandsstrøm, der er større end kortslutningsstrømmen i den solcellestreng, som SPD'en er tilsluttet. SPD'en, der leveres på DC-udgangen, skal have en DC MCOV lig med eller større end panelets maksimale solcellesystemspænding.
Når et lyn slår ned i punkt A (se figur 1), vil solcellepanelet og inverteren sandsynligvis blive beskadiget. Kun inverteren vil blive beskadiget, hvis lynet slår ned i punkt B. Inverteren er dog typisk den dyreste komponent inden for et PV-anlæg, hvorfor det er essentielt at vælge og installere den korrekte SPD på både AC- og DC-linjerne. Jo tættere strejken er på inverteren, jo mere beskadiget vil inverteren være.
Overspændingsbeskyttelsesanordninger er installeret på DC- og AC-siden af central- og strenginvertere, i kombinationsbokse og for at beskytte signalledninger (målinger og kommunikation). Afhængigt af solcelleanlæggets atmosfæriske eksponering for lyn, kan entreprenører og designere foreskrive enten standard type 2 IEC SPD'er (indirekte påvirkning 8/20 μs) eller mere robuste type 1+2 SPD'er (testet til at modstå direkte lynpåvirkninger i 10/350 μs bølgeform).
DC sidebeskyttelse ved kombinationsbokse og invertere har typisk en Y-forbindelse DIN-skinne konfiguration for at give fælles og differentiel beskyttelse.
På AC-siden er overspændingsbeskyttelse af inverteren ligeledes påkrævet. Uanset om det er ved selve inverteren eller ved AC-kombinationsboksen, håndteres eksponering for spændingsstigninger generelt ved at bruge standard DIN-skinne type 2 SPD'er i TN S-, IT- eller endda TT-konfigurationer.
Afhængigt af PV-installationen kan type 1+2 AC desuden i nogle tilfælde foretrækkes af EPC-entreprenører og designere for at opnå en længere levetid for SPD'er og endda beskyttelse, hvor forholdene er hårdere med hensyn til den forventede direkte lynnedslag. Dette vil typisk være tilfældet i områder med et meget højt isoceraunisk niveau, ofte forbundet med store højder.