Hogyan védik a túlfeszültség-védelmi eszközök a fotovoltaikus növényeket

A fotovillamos erőművekben az SPD-knek speciális követelményeknek kell megfelelniük a folyamatos működés és energiatermelés biztosítása érdekében.

A fotovoltaikus erőmű tervezésekor fontos figyelembe venni a túlfeszültség-védelmi eszközök (SPD) beépítését. A túlfeszültségek és hálózati zavarok leálláshoz vezethetnek, ami csökkenti az üzem teljesítményét. Ezért az energiatermelést és -elosztást befolyásoló minden körülményt figyelembe kell venni az elektromos telepítés tervezésekor.

Miért az SPD-k a legfontosabb prioritások a fotovillamos erőművekben?

A napelemeket kívül helyezik el, hogy a napenergiát elektromos árammá alakítsák. Ez a kültéri elhelyezés közvetlenül ki van téve olyan zord körülményeknek, mint az eső, a szél és a por. Az időjárási viszonyok közül a villámcsapások különös figyelmet igényelnek, mivel súlyosan befolyásolhatják a fotovillamos erőművek biztonságát és teljesítményét. Cumulonimbus felhőből erednek, és a földön végződnek. Amikor a villámcsapás földet ér, energiát bocsát ki, ami hatással van a talaj elektromos mezőjére. Merta napelemes erőmű ez két kockázatot rejt magában:

Közvetlen becsapódás, amely fizikailag tönkreteheti a napelemes berendezést a tetőn

Átmeneti túlfeszültség, amely mágneses csatolás révén halad át a kábeleken, ami az érzékeny alkatrészek, például a nyomtatott áramköri kártyák (PCB) károsodásához vezethet.

Ami a közvetlen hatást illeti, a ‘Külső villámvédők’ (ELP) biztosítják a szükséges védelmet az IEC 62305 szabvány szerint, amely leírja, hogyan kell értékelni, hogy helyének szüksége van-e ilyen védelemre, és mi legyen az előnyben részesített lehetőség (hálós ketrec, légi terminál stb.). A koncepció egyszerű: győződjön meg róla, hogy a villám becsap egy fémrúdba, amely az üzem legmagasabb pontján van elhelyezve, és az energiát közvetlenül a földbe oszlatja egy réz levezetőn keresztül.

Ha azonban átmeneti túlfeszültségről van szó, SPD-kre van szükség. Az áramköri védőlapokba párhuzamosan vannak beépítve, hogy az energiát a földre tereljék és a túlfeszültséget a végberendezés számára elfogadható értékre korlátozzák.

Amint az ELP-t beépítik egy fotovillamos üzembe, kötelező az SPD-t is telepíteni. Ha a fotovoltaikus erőmű nincs felszerelve ELP-vel, az SPD telepítése erősen ajánlott a hálózati zavarok (tranziens túlfeszültségek) korlátozása érdekében.

Hogyan működik az SPD a napelemek egyenáramú oldalának védelmében?

Annak biztosítására, hogy az energia először a földbe áramoljon a túlfeszültség korlátozása érdekében, a legfontosabb alkatrész a fémoxid-varisztor (MOV, ‘Varistor’ a VARI-able resi-STOR rövidítése). Ez az alkatrész olyan tulajdonságokkal rendelkezik, hogy normál körülmények között (túlfeszültség nélkül) az ellenállás elég nagy ahhoz, hogy ne engedje át a névleges áramot. Egy bizonyos túlfeszültség szinttől kezdődően az ellenállás gyorsan leesik, megnyitja az utat a talaj felé, és egyszer visszatér a normál állapotbaaz energia eloszlott. Ez a folyamat lehetővé teszi a túlfeszültség korlátozását az összes lefelé csatlakoztatott berendezés számára.

1+2 típusú SPD a standard 2. típusú SPD-vel szemben, melyik a megfelelő?

Különféle típusú SPD-k állnak rendelkezésre, amelyek ellenállása eltérő: 1-es, 2-es és 1+2-es típusú. Az 1-es típusú SPD képes megbirkózni a közvetlen ütésekkel, amelyek energialökést okoznak, míg a 2-es típusú SPD korlátozza a különböző forrásokból származó túlfeszültséget. Mindkét jellemző “1+2-es típusba” kombinálható a teljes védelem érdekében.

A napelemes erőművekben a kihívás a megfelelő túlfeszültség-védelem kiválasztása, amely ellenáll a tiszta energiájú 10/350 µs hullámforma áramoknak (majdnem 10-szer erősebb, mint a 2-es típusú 8/20 µs hullámforma), ugyanakkor figyelembe kell venni a helyet. Az inverterben vagy a csatlakozódobozban a tér mindig a legfontosabb. A Britec BRPV sorozata mind az 1+2, mind a 2-es típusú egyenáramú túlfeszültség-védelmet kínál, amely védelmet nyújt a villámcsapás vagy a hálózati túlfeszültség okozta túlfeszültség ellen.