Ylijännitesuoja aurinkosähköjärjestelmille

Aurinkovoimaloiden syrjäiset sijainnit, paljaat pinta-alat ja laajat sijoittelut asettavat niille suuren vaaran elementtien, erityisesti myrskyjen, aiheuttamille vaurioille. Aurinkosähkövoimalaitosten (PV) käyttäjille merkittävä huolenaihe on suorien tai epäsuorien salamaniskujen aiheuttamat laitevauriot. Näistä tapahtumista aiheutuvat vahingot voivat viedä aurinkosähköasennuksen offline-tilaan päiviksi tai ehkä viikoiksi, mikä johtaa sähkökatkoihin ja tulonmenetyksiin. Välttääksesi salamaniskujen tuhoisat vaikutukset,ylijännitesuoja on asennettava invertteriin ja useisiin muihin paikkoihin aurinkosähkölaitoksessa.

Ylijännitesuojalaitteiden valinta ja asennus aurinkosähköjärjestelmiin

PV-järjestelmillä on ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka edellyttävät siksi erityisesti aurinkosähköjärjestelmille suunniteltujen SPD-laitteiden käyttöä.

PV-järjestelmissä on korkeat tasavirtajärjestelmäjännitteet jopa 1500 volttiin. Niiden maksimitehopiste toimii vain muutaman prosenttipisteen järjestelmän oikosulkuvirran alapuolella.

Jotta voit määrittää oikean SPD-moduulin PV-järjestelmään ja sen asennukseen, sinun on tiedettävä:

– salaman pyöreän salaman tiheys;

– järjestelmän käyttölämpötila;

– järjestelmän jännite;

– järjestelmän oikosulkuvirran arvo;

– aaltomuodon taso, jolta suojataan (epäsuora tai suora salama); ja

– nimellinen purkausvirta

Suojaavan vaikutuksen aikaansaamiseksi SPD:n jännitesuojaustason (Up) tulee olla 20 % pienempi kuin järjestelmän päätelaitteen dielektrinen lujuus.

On tärkeää käyttää SPD:tä, jonka oikosulkukestovirta on suurempi kuin sen aurinkopaneelin oikosulkuvirta, johon SPD on kytketty. Tasavirtaulostulossa olevan SPD:n DC MCOV:n on oltava yhtä suuri tai suurempi kuin paneelin aurinkosähköjärjestelmän suurin jännite.

Kun salama iskee pisteeseen A (katso kuva 1), aurinkopaneeli ja invertteri voivat vaurioitua. Vain vaihtosuuntaaja vaurioituu, jos salama iskee kohtaan B. Invertteri on kuitenkin tyypillisesti kallein komponentti aurinkosähköjärjestelmässä, minkä vuoksi on tärkeää valita ja asentaa oikea SPD sekä vaihto- että tasavirtalinjoihin. Mitä lähempänä isku on invertteriä, sitä enemmän invertteri vaurioituu.

DC & AC Side SPD yhdysrasioihin ja inverttereihin

Ylijännitesuojalaitteet asennetaan keskus- ja merkkijonoinvertterien DC- ja AC-puolelle, yhdistinkoteloihin ja signaalilinjojen suojaamiseen (mittaukset ja tiedonsiirto). Riippuen aurinkosähkölaitoksen ilmakehän altistumisesta salamalle, suunnittelu-, hankinta- ja rakennusalan (EPC) urakoitsijat ja suunnittelijat voivat määrätä joko standardin tyypin 2 IEC SPD:t (epäsuora vaikutus 8/20 μs) tai kestävämpiä tyypin 1+2 SPD:itä (testattu kestämään suoria salaman iskuja 10/350 μs aaltomuodossa).

DC-puolen suojauksessa yhdysrasioissa ja inverttereissä on tyypillisesti Y-liitäntä DIN-kiskokonfiguraatio yhteis- ja differentiaalimoodisuojauksen aikaansaamiseksi.

Vaihtovirtapuolella tarvitaan myös invertterin ylijännitesuojaus. Olipa kyseessä itse invertteri tai AC-yhdistimen kotelo, altistuminen jännitepiikkeille hoidetaan yleensä käyttämällä tavallisia DIN-kiskon tyypin 2 SPD:itä TN S-, IT- tai jopa TT-kokoonpanoissa.

Lisäksi, riippuen aurinkosähköasennuksesta, EPC-urakoitsijat ja -suunnittelijat voivat joissain tapauksissa suosia tyyppiä 1+2 AC, jotta SPD:n käyttöikä olisi pidempi ja suojattu jopa ankarammissa olosuhteissa odotetun suoran salaman vaikutuksen kannalta. Tämä tapahtuu tyypillisesti alueilla, joilla on erittäin korkea isokerauninen taso, joka liittyy usein korkeisiin korkeuksiin.