Защита от перенапряжения для солнечных фотоэлектрических систем

Почему устройства защиты от перенапряжения необходимы для солнечных фотоэлектрических систем

Удаленные местоположения, обширная планировка и открытые поверхности солнечных фотоэлектрических (PV) электростанций делают их очень уязвимыми для опасностей окружающей среды, особенно гроз. Одним из самых больших рисков является ущерб, вызванный прямыми или косвенными ударами молнии, который может привести к длительному простою системы, отказу инвертора и значительным потерям дохода.

Чтобы снизить эти риски, крайне важно установить устройства защиты от перенапряжений (SPD) для солнечных фотоэлектрических систем в стратегических точках, включая солнечный инвертор и распределительные коробки массивов. Эти решения для защиты от солнечных перенапряжений действуют как первая линия защиты, предотвращая повреждение чувствительного оборудования разрушительными перенапряжениями.

Как выбрать и установить подходящие устройства защиты от перенапряжения фотоэлектрических систем

Фотоэлектрические системы работают в особых условиях, требующих использования фотоэлектрических устройств защиты от перенапряжения, специально разработанных для приложений постоянного тока с высоким напряжением — часто до 1500 В. В отличие от систем переменного тока, среда постоянного тока в солнечных батареях является непрерывной и представляет собой уникальные проблемы.

Чтобы выбрать правильный SPD для вашей солнечной фотоэлектрической системы, учтите следующие важные факторы:

• Плотность вспышки молнии в месте установки

• Диапазон рабочих температур системы

• Номинальное напряжение постоянного тока системы (часто до 1500 В)

• Ток короткого замыкания (Isc) фотоэлектрической батареи

• Тип воздействия перенапряжения (переходная, прямая или непрямая молния)

• Требуемый номинальный ток разряда (In) и класс защиты (например, УЗИП типа 1+2).

Для обеспечения эффективной защиты уровень защиты по напряжению (Up) выбранного УЗИП должен быть как минимум на 20% ниже, чем диэлектрическая прочность подключенного оборудования, такого как инвертор или сумматор.

Внедрение правильной молниезащиты для солнечных фотоэлектрических систем — это не просто мера безопасности — это важно для поддержания бесперебойной работы системы, продления срока службы оборудования и защиты ваших инвестиций в возобновляемые источники энергии.

Важно использовать УЗИП с током короткого замыкания, превышающим ток короткого замыкания цепочки солнечных батарей, к которой подключен УЗИП. УЗИП, подаваемый на выход постоянного тока, должен иметь MCOV постоянного тока, равный или превышающий максимальное напряжение фотоэлектрической системы панели.

Когда молния ударяет в точку А (см. рисунок 1), солнечная фотоэлектрическая панель и инвертор могут быть повреждены. Если молния ударит в точку B, будет поврежден только инвертор. Однако инвертор, как правило, является самым дорогим компонентом фотоэлектрической системы, поэтому важно правильно выбрать и установить правильный УЗИП как на линиях переменного, так и на постоянном токе. Чем ближе удар к инвертору, тем больше будет поврежден инвертор.

Боковые УЗИП постоянного и переменного тока для объединительных коробок и инверторов

Устройства защиты от перенапряжений устанавливаются на сторонах постоянного и переменного тока центральных и цепных инверторов, в сумматорных коробках и для защиты сигнальных линий (измерений и связи). В зависимости от атмосферного воздействия молний на фотоэлектрическую установку подрядчики и проектировщики по проектированию, закупкам и строительству (EPC) могут предписывать либо стандартные УЗИП IEC типа 2 (косвенное воздействие 8/20 мкс), либо более надежные УЗИП типа 1+2 (испытанные на устойчивость к прямым ударам молнии с формой волны 10/350 мкс).

Защита на стороне постоянного тока в сумматорных коробках и инверторах обычно имеет конфигурацию DIN-рейки с Y-образным соединением для обеспечения общей и дифференциальной защиты.

На стороне переменного тока также требуется защита инвертора от перенапряжения. Как в самом инверторе, так и в блоке сумматора переменного тока, воздействие скачков напряжения обычно устраняется путем использования стандартных УЗИП типа 2 на DIN-рейке в конфигурациях TN S, IT или даже TT.

Более того, в зависимости от фотоэлектрической установки подрядчики и проектировщики EPC в некоторых случаях могут отдать предпочтение типу 1+2 переменного тока, чтобы обеспечить более длительный срок службы УЗИП и даже защиту в более суровых условиях с точки зрения ожидаемого прямого воздействия молнии. Обычно это происходит в районах с очень высоким изоцерауническим уровнем, часто связанным с большими высотами.