การป้องกันไฟกระชากสำหรับระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์

เหตุใดอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจึงจำเป็นสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ PV

สถานที่ห่างไกล รูปแบบที่กว้างขวาง และพื้นผิวแบบเปิดโล่งของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) ทำให้โรงไฟฟ้าเหล่านี้มีความเสี่ยงสูงต่ออันตรายต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะพายุไฟฟ้า ความเสี่ยงที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งคือความเสียหายที่เกิดจากฟ้าผ่าทั้งทางตรงและทางอ้อม ซึ่งอาจส่งผลให้ระบบหยุดทำงานนานขึ้น อินเวอร์เตอร์ขัดข้อง และสูญเสียรายได้จำนวนมาก.

เพื่อลดความเสี่ยงเหล่านี้ การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก (SPD) สำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์ PV ที่จุดยุทธศาสตร์เป็นสิ่งสำคัญ รวมถึงอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์และกล่องรวมสัญญาณแบบอาเรย์ โซลูชันการป้องกันไฟกระชากจากแสงอาทิตย์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นแนวป้องกันด่านแรก ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินแบบทำลายล้างจากอุปกรณ์ที่มีความละเอียดอ่อนที่สร้างความเสียหาย.

วิธีเลือกและติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก PV ที่เหมาะสม

ระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ทำงานภายใต้สภาวะเฉพาะที่ต้องใช้อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจากเซลล์แสงอาทิตย์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูง ซึ่งมักจะสูงถึง 1500V แตกต่างจากระบบ AC สภาพแวดล้อม DC ในแผงโซลาร์เซลล์มีความต่อเนื่องและนำเสนอความท้าทายที่ไม่เหมือนใคร.

ในการเลือก SPD ที่ถูกต้องสำหรับระบบ Solar PV ของคุณ ให้พิจารณาปัจจัยสำคัญต่อไปนี้:

• ความหนาแน่นของแสงวาบฟ้าผ่าในพื้นที่ติดตั้ง

• ช่วงอุณหภูมิการทำงานของระบบ

• อัตราแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงของระบบ (มักจะสูงถึง 1500V)

• กระแสไฟฟ้าลัดวงจร (Isc) ของอาร์เรย์ PV

• ประเภทของการสัมผัสแรงดันไฟฟ้าเกิน (ฟ้าผ่าชั่วคราว โดยตรง หรือโดยอ้อม)

• กระแสไฟคายประจุที่ระบุที่ต้องการ (ใน) และระดับการป้องกัน (เช่น ประเภท 1+2 SPD)

เพื่อให้มั่นใจถึงการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ ระดับการป้องกันแรงดันไฟฟ้า (สูงสุด) ของ SPD ที่เลือกจะต้องต่ำกว่าความเป็นฉนวนของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ เช่น อินเวอร์เตอร์หรือกล่องรวมอย่างน้อย 20%.

การใช้การป้องกันฟ้าผ่าที่เหมาะสมสำหรับ Solar PV ไม่ได้เป็นเพียงมาตรการด้านความปลอดภัยเท่านั้น แต่ยังจำเป็นต่อการรักษาเวลาทำงานของระบบ การยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ และการปกป้องการลงทุนของคุณในพลังงานหมุนเวียน.

สิ่งสำคัญคือต้องใช้ SPD ที่มีการลัดวงจรที่ทนต่อกระแสไฟฟ้าได้มากกว่ากระแสไฟฟ้าลัดวงจรของชุดแผงโซลาร์เซลล์ที่ SPD เชื่อมต่ออยู่ SPD ที่ให้ไว้ในเอาต์พุต dc ต้องมี dc MCOV เท่ากับหรือมากกว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์สูงสุดของแผง.

เมื่อเกิดฟ้าผ่าที่จุด A (ดูรูปที่ 1) แผงโซลาร์เซลล์ PV และอินเวอร์เตอร์มีแนวโน้มที่จะได้รับความเสียหาย เฉพาะอินเวอร์เตอร์เท่านั้นที่จะได้รับความเสียหายหากฟ้าผ่าที่จุด B อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วอินเวอร์เตอร์จะเป็นส่วนประกอบที่มีราคาแพงที่สุดในระบบ PV ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงจำเป็นต้องเลือกและติดตั้ง SPD ที่ถูกต้องบนทั้งสายไฟฟ้ากระแสสลับและกระแสตรงอย่างเหมาะสม ยิ่งการกระแทกอยู่ใกล้อินเวอร์เตอร์มากเท่าใด อินเวอร์เตอร์ก็จะยิ่งได้รับความเสียหายมากขึ้นเท่านั้น.

DC & AC Side SPD สำหรับกล่องรวมและอินเวอร์เตอร์

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากได้รับการติดตั้งที่ด้าน DC และ AC ของอินเวอร์เตอร์ส่วนกลางและอินเวอร์เตอร์แบบสตริง ในกล่องรวมสัญญาณ และเพื่อป้องกันสายสัญญาณ (การวัดและการสื่อสาร) ขึ้นอยู่กับการสัมผัสบรรยากาศของโรงไฟฟ้า PV ต่อฟ้าผ่า ผู้รับเหมาและผู้ออกแบบด้านวิศวกรรม การจัดซื้อ และการก่อสร้าง (EPC) อาจกำหนดมาตรฐาน IEC SPD ประเภท 2 (ผลกระทบทางอ้อม 8/20 μs) หรือ SPD ประเภท 1+2 ที่แข็งแกร่งกว่า (ทดสอบว่าทนต่อการกระแทกฟ้าผ่าโดยตรงในรูปแบบคลื่น 10/350 μs).

การป้องกันด้านไฟฟ้ากระแสตรงที่กล่องรวมและอินเวอร์เตอร์โดยทั่วไปจะมีการกำหนดค่าราง DIN การเชื่อมต่อ Y เพื่อให้การป้องกันโหมดทั่วไปและโหมดดิฟเฟอเรนเชียล.

ในด้านไฟฟ้ากระแสสลับ จำเป็นต้องมีการป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินของอินเวอร์เตอร์เช่นเดียวกัน ไม่ว่าจะที่อินเวอร์เตอร์หรือที่กล่องรวม AC โดยทั่วไปแล้ว การสัมผัสแรงดันไฟฟ้ากระชากได้รับการแก้ไขโดยใช้ SPD แบบราง DIN มาตรฐาน 2 ในการกำหนดค่า TN S, IT หรือแม้แต่ TT.

ยิ่งไปกว่านั้น ขึ้นอยู่กับการติดตั้ง PV ในบางกรณีผู้รับเหมาและนักออกแบบ EPC อาจเลือกใช้ AC ประเภท 1+2 เพื่อให้มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นสำหรับ SPD และแม้แต่การป้องกันในที่ที่มีสภาวะรุนแรงกว่าในแง่ของผลกระทบจากฟ้าผ่าโดยตรงที่คาดไว้ โดยทั่วไปจะเป็นกรณีนี้ในพื้นที่ที่มีระดับไอโซเซอเรานิกสูงมาก ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับระดับความสูงสูง.