Hur överspänningsskydd skyddar solcellsanläggningar

På solcellsanläggningar måste SPD uppfylla specifika krav för att säkerställa kontinuerlig drift och energiproduktion.

När du designar en PV-anläggning är det viktigt att överväga installationen av överspänningsskyddsanordningar (SPD). Överspänningar och nätverksstörningar kan leda till stillestånd, vilket minskar anläggningens prestanda. Därför bör alla förhållanden som påverkar energiproduktion och -distribution beaktas vid utformningen av den elektriska installationen.

Varför är SPD en högsta prioritet i solcellsanläggningar?

Solpaneler installeras utanför för att omvandla solenergi till el. Denna utomhusplats gör dem direkt utsatta för svåra förhållanden som regn, vind och damm. Bland väderförhållandena kräver blixtnedslag särskild uppmärksamhet eftersom de allvarligt kan påverka säkerheten och prestandan hos en solcellsanläggning. De har sitt ursprung i ett cumulonimbusmoln och slutar på marken. När blixten träffar marken urladdar den energi, vilket påverkar det elektriska fältet på marken. Försolcellsanläggningen innebär två risker:

En direkt påverkan som fysiskt kan förstöra solutrustningen på ett tak

Övergående överspänningar som passerar genom kablar genom magnetisk koppling, vilket kan leda till skador på känsliga komponenter som kretskort (PCB).

När det gäller den direkta påverkan ger ‘External Lightning Protects’ (ELP) det skydd som krävs enligt IEC 62305, som beskriver hur man utvärderar om din plats behöver sådant skydd och vad som bör vara det föredragna alternativet (nätburar, luftterminal, etc.). Konceptet är enkelt: se till att blixten slår ner i en metallstav installerad på den högsta punkten av din anläggning och skingra energin direkt till marken genom en nedledare av koppar.

När det gäller övergående överspänningar krävs dock SPD. De installeras parallellt i kretsskyddskorten för att avleda energin till marken och begränsa överspänningen upp till ett värde som är acceptabelt för slututrustningen.

Så fort ELP installeras på en solcellsanläggning är det obligatoriskt att även en SPD installeras. Om PV-anläggningen inte är utrustad med en ELP, rekommenderas installation av en SPD starkt för att begränsa nätverksstörningar (transienta överspänningar).

Hur fungerar en SPD för att skydda DC-sidan av solkraftverk?

För att garantera att energin kommer att flöda till marken först för att begränsa överspänningar är den viktigaste komponenten Metal Oxide Varistor (MOV, ‘Varistor’ står för VARI-able resi-STOR). Denna komponent har sådan egendom att under normala förhållanden (inga överspänningar) är motståndet tillräckligt högt för att inte möjliggöra nominella strömmar som passerar genom den. Med start vid en viss överspänningsnivå kommer motståndet snabbt att sjunka, öppna vägen till marken och återgå till ett normalt tillstånd en gångenergin har försvunnit. Denna process tillåter begränsning av överspänningsnivån som når all utrustning som är ansluten nedströms.

Typ 1+2 SPD kontra standard Typ 2 SPD, vilken är den rätta?

Det finns olika typer av SPD:er tillgängliga som varierar i termer av motstånd: Typ 1, Typ 2 och Typ 1+2. En SPD av typ 1 kan klara av ett direkt slag som medför en energisvall, medan en typ 2 begränsar spänningar från olika källor. Båda egenskaperna kan kombineras till en “Typ 1+2” för fullständigt skydd.

I solcellsanläggningar är utmaningen att välja det lämpliga överspänningsskyddet för att motstå ren energi 10/350 µs vågformsströmmar (nästan 10 gånger kraftigare än typ 2 8/20 µs vågform) samtidigt som man tar hänsyn till utrymmet. I en växelriktare eller kopplingsdosa är utrymme alltid högsta prioritet. Britecs BRPV-serie ger både typ 1+2 och typ 2 DC överspänningsskydd som kan skydda mot överspänningar på grund av blixtnedslag eller nätverksöverspänningsström.