Hoe overspanningsbeveiligingsapparatuur fotovoltaïsche installaties beschermt

Bij PV-installaties moeten SPD's aan specifieke eisen voldoen om een ​​continue werking en energieopwekking te garanderen.

Bij het ontwerpen van een PV-installatie is het belangrijk om rekening te houden met de installatie van overspanningsbeveiligingsapparatuur (SPD's). Stroompieken en netwerkstoringen kunnen leiden tot downtime, waardoor de prestaties van de installatie afnemen. Daarom moet bij het ontwerp van de elektrische installatie rekening worden gehouden met alle omstandigheden die van invloed zijn op de opwekking en distributie van energie.

Waarom zijn SPD's een topprioriteit in PV-installaties?

Buiten worden zonnepanelen geïnstalleerd om zonne-energie om te zetten in elektriciteit. Door deze buitenlocatie worden ze direct blootgesteld aan barre omstandigheden zoals regen, wind en stof. Onder de weersomstandigheden vereisen blikseminslagen specifieke aandacht, omdat ze de veiligheid en prestaties van een PV-installatie ernstig kunnen beïnvloeden. Ze ontstaan ​​in een cumulonimbuswolk en eindigen op de grond. Wanneer de blikseminslag de grond raakt, ontlaadt deze energie, waardoor het elektrische veld op de grond wordt beïnvloed. Voorvoor de zonne-PV-installatie brengt dit twee risico’s met zich mee:

Een directe impact die de zonne-energieapparatuur op een dak fysiek kan vernietigen

Tijdelijke overspanningen die door kabels gaan door magnetische koppeling, wat kan leiden tot schade aan gevoelige componenten zoals printplaten (PCB's).

Wat de directe impact betreft, bieden ‘External Lightning Protects’ (ELP) de vereiste bescherming volgens IEC 62305, waarin wordt beschreven hoe u kunt beoordelen of uw locatie dergelijke bescherming nodig heeft, en wat de voorkeur verdient (gaaskooien, luchtterminal, etc.). Het concept is eenvoudig: zorg ervoor dat de bliksem inslaat op een metalen staaf die op het hoogste punt van uw installatie is geïnstalleerd en dat de energie via een koperen neerwaartse geleider rechtstreeks naar de grond wordt afgevoerd.

Als het echter om tijdelijke overspanningen gaat, zijn SPD's vereist. Ze worden parallel in de beveiligingsplaten van de circuits geïnstalleerd om de energie naar de aarde af te leiden en de overspanning te beperken tot een waarde die acceptabel is voor de eindapparatuur.

Zodra ELP bij een PV-installatie wordt geïnstalleerd, is het verplicht om ook een SPD te installeren. Als de PV-installatie niet is uitgerust met een ELP, wordt de installatie van een SPD ten zeerste aanbevolen om netwerkverstoringen (transiënte overspanningen) te beperken.

Hoe werkt een SPD om de DC-kant van zonne-energiecentrales te beschermen?

Om te garanderen dat de energie eerst naar de aarde zal stromen om overspanningen te beperken, is het belangrijkste onderdeel de Metal Oxide Varistor (MOV, ‘Varistor’ staat voor VARI-able resi-STOR). Dit onderdeel is zo goed dat onder normale omstandigheden (geen overspanningen) de weerstand hoog genoeg is om er geen nominale stromen doorheen te laten gaan. Vanaf een bepaald overspanningsniveau zal de weerstand snel dalen, waardoor het pad naar de grond wordt geopend en eenmaal weer naar een normale toestand terugkeert.de energie is verdwenen. Dit proces maakt beperking mogelijk van het overspanningsniveau dat alle stroomafwaarts aangesloten apparatuur bereikt.

Type 1+2 SPD versus standaard Type 2 SPD, welke is de juiste?

Er zijn verschillende soorten SPD's verkrijgbaar die qua weerstand variëren: Type 1, Type 2 en Type 1+2. Een Type 1 SPD kan omgaan met een directe aanval die een energetische stroomstoot veroorzaakt, terwijl een Type 2 de spanningen van verschillende bronnen beperkt. Beide kenmerken kunnen worden gecombineerd tot een “Type 1+2” voor volledige bescherming.

In PV-installaties is de uitdaging het kiezen van de juiste overspanningsbeveiliging die bestand is tegen zuivere energetische golfvormstromen van 10/350 µs (bijna 10 keer krachtiger dan de golfvorm van type 2 8/20 µs) en tegelijkertijd rekening houdt met de ruimte. Bij een omvormer of aansluitdoos heeft ruimte altijd de hoogste prioriteit. De BRPV-serie van Britec biedt zowel Type 1+2 als Type 2 DC-overspanningsbeveiliging en kan beschermen tegen overspanningen als gevolg van blikseminslag of netwerkpiekstroom.