Πώς οι συσκευές προστασίας από υπερτάσεις προστατεύουν τις φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις

Στις φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις, τα SPD πρέπει να πληρούν συγκεκριμένες απαιτήσεις για να διασφαλίζουν τη συνεχή λειτουργία και την παραγωγή ενέργειας.

Κατά το σχεδιασμό μιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης, είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη την εγκατάσταση συσκευών προστασίας από υπερτάσεις (SPD). Οι υπερτάσεις και οι διαταραχές του δικτύου μπορεί να οδηγήσουν σε διακοπές λειτουργίας, μειώνοντας την απόδοση της εγκατάστασης. Επομένως, οποιεσδήποτε συνθήκες επηρεάζουν την παραγωγή και διανομή ενέργειας θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά το σχεδιασμό της ηλεκτρικής εγκατάστασης.

Γιατί τα SPD αποτελούν κορυφαία προτεραιότητα στις φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις;

Οι ηλιακοί συλλέκτες εγκαθίστανται εξωτερικά για τη μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Αυτή η υπαίθρια τοποθεσία τα κάνει άμεσα εκτεθειμένα σε σκληρές συνθήκες όπως βροχή, άνεμος και σκόνη. Μεταξύ των καιρικών συνθηκών, οι κεραυνοί απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή καθώς μπορούν να επηρεάσουν σοβαρά την ασφάλεια και την απόδοση μιας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης. Προέρχονται από ένα σύννεφο cumulonimbus και καταλήγουν στο έδαφος. Όταν ο κεραυνός χτυπήσει το έδαφος, εκκενώνει ενέργεια, επηρεάζοντας το ηλεκτρικό πεδίο στο έδαφος. Γιαη ηλιακή φωτοβολταϊκή εγκατάσταση ενέχει δύο κινδύνους:

Μια άμεση πρόσκρουση που μπορεί να καταστρέψει φυσικά τον ηλιακό εξοπλισμό σε μια ταράτσα

Μεταβατικές υπερτάσεις που περνούν μέσα από τα καλώδια με μαγνητική σύζευξη, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη ευαίσθητων εξαρτημάτων όπως οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB).

Όσον αφορά την άμεση πρόσκρουση, το ‘External Lightning Protects’ (ELP) παρέχει την απαιτούμενη προστασία σύμφωνα με το IEC 62305, το οποίο περιγράφει πώς να αξιολογήσετε εάν η τοποθεσία σας χρειάζεται τέτοια προστασία και ποια θα πρέπει να είναι η προτιμώμενη επιλογή (δικτυωτοί κλωβοί, τερματικό αέρα κ.λπ.). Η ιδέα είναι απλή: βεβαιωθείτε ότι ο κεραυνός θα χτυπήσει μια μεταλλική ράβδο που είναι εγκατεστημένη στο υψηλότερο σημείο του εργοστασίου σας και θα διαλύσει την ενέργεια απευθείας στο έδαφος μέσω ενός χάλκινου αγωγού προς τα κάτω.

Ωστόσο, όταν πρόκειται για μεταβατικές υπερτάσεις, απαιτούνται SPD. Τοποθετούνται παράλληλα στις πλακέτες προστασίας του κυκλώματος για να εκτρέπουν την ενέργεια στο έδαφος και να περιορίζουν την υπέρταση σε τέτοια τιμή αποδεκτή από τον τελικό εξοπλισμό.

Μόλις εγκατασταθεί το ELP σε μια φωτοβολταϊκή εγκατάσταση, είναι υποχρεωτικό να εγκατασταθεί και SPD. Εάν η φωτοβολταϊκή εγκατάσταση δεν είναι εξοπλισμένη με ELP, συνιστάται ιδιαίτερα η εγκατάσταση SPD για τον περιορισμό των διαταραχών του δικτύου (μεταβατικές υπερτάσεις).

Πώς λειτουργεί ένα SPD για την προστασία της πλευράς DC των ηλιακών εγκαταστάσεων;

Για να διασφαλιστεί ότι η ενέργεια θα ρέει πρώτα στο έδαφος για να περιοριστούν οι τάσεις, το πιο σημαντικό στοιχείο είναι το βαρίστορ οξειδίου μετάλλου (MOV, το ‘Varistor’ σημαίνει VARI-able resi-STOR). Αυτό το εξάρτημα έχει τέτοια καταλληλότητα που σε κανονικές συνθήκες (χωρίς υπερτάσεις) η αντίσταση είναι αρκετά υψηλή ώστε να μην είναι δυνατή η διέλευση ονομαστικών ρευμάτων. Ξεκινώντας από ένα ορισμένο επίπεδο υπέρτασης, η αντίσταση θα πέσει γρήγορα, ανοίγοντας τη διαδρομή προς το έδαφος και επιστρέφοντας σε κανονική κατάσταση μία φοράη ενέργεια έχει διαλυθεί. Αυτή η διαδικασία επιτρέπει τον περιορισμό του επιπέδου υπέρτασης που φτάνει σε όλο τον εξοπλισμό που είναι συνδεδεμένος κατάντη.

SPD τύπου 1+2 έναντι τυπικού SPD τύπου 2, ποιο είναι το σωστό;

Υπάρχουν διάφοροι τύποι SPD που διαφέρουν ως προς την αντίσταση: Τύπος 1, Τύπος 2 και Τύπος 1+2. Ένα SPD τύπου 1 μπορεί να αντιμετωπίσει ένα άμεσο χτύπημα που φέρνει ένα ενεργειακό κύμα, ενώ ένα Τύπου 2 περιορίζει τις τάσεις από διάφορες πηγές. Και τα δύο χαρακτηριστικά μπορούν να συνδυαστούν σε “Τύπος 1+2” για πλήρη προστασία.

Στις φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις η πρόκληση είναι να επιλέξετε την κατάλληλη προστασία από υπερτάσεις για να αντέχουν σε ρεύματα κυματομορφής καθαρής ενέργειας 10/350µs (σχεδόν 10 φορές πιο ισχυρό από τον τύπο 2 8/20 µs κυματομορφής) ενώ ταυτόχρονα λαμβάνεται υπόψη ο χώρος. Σε έναν μετατροπέα ή ένα κουτί διακλάδωσης, ο χώρος είναι πάντα πρώτης προτεραιότητας. Η σειρά BRPV της Britec παρέχει προστασία από υπερτάσεις DC τύπου 1+2 και τύπου 2, η οποία μπορεί να προστατεύσει από υπερβολικές τάσεις λόγω κεραυνών ή ρεύματος υπέρτασης δικτύου.