Güneş enerjisi santrallerinin uzak konumları, açıkta kalan yüzey alanları ve geniş yerleşim planları, onları elementlerden, özellikle de fırtınalardan kaynaklanan yüksek hasar riskiyle karşı karşıya bırakıyor. Fotovoltaik (PV) enerji santrali operatörleri için önemli bir endişe, doğrudan veya dolaylı yıldırım çarpmasından kaynaklanan ekipman hasarıdır. Bu olaylardan kaynaklanan hasarlar, bir PV kurulumunu günlerce, hatta haftalarca çevrimdışı duruma getirebilir, bu da güç kesintisine ve gelir kayıplarına neden olabilir. Yıldırım çarpmasının yıkıcı etkilerinden korunmak için,İnverterde ve PV tesisinin diğer çeşitli yerlerinde aşırı gerilim koruması kurulmalıdır.
PV Sistemleri için Aşırı Gerilim Koruma Cihazı Seçimi ve Kurulumu
PV sistemleri benzersiz özelliklere sahiptir ve bu nedenle PV sistemleri için özel olarak tasarlanmış SPD'lerin kullanımını gerektirir.
PV sistemler 1500 volta kadar yüksek DC sistem gerilimlerine sahiptir. Maksimum güç noktaları, sistemin kısa devre akımının yalnızca birkaç yüzdelik altında çalışır.
PV sistemi ve kurulumu için uygun SPD modülünü belirlemek için şunları bilmelisiniz:
– yıldırım yuvarlak parlama yoğunluğu;
– sistemin çalışma sıcaklığı;
– sistemin voltajı;
– sistemin kısa devre akımı değeri;
– karşı korunacak dalga formunun seviyesi (dolaylı veya doğrudan yıldırım); Ve
– nominal deşarj akımı
Koruyucu bir etkiye sahip olmak için, bir SPD'nin voltaj koruma seviyesi (Yukarı), sistemin terminal ekipmanının dielektrik dayanımından 20 % daha düşük olmalıdır.
Kısa devre dayanım akımı, SPD'nin bağlı olduğu güneş paneli dizisinin kısa devre akımından daha büyük olan bir SPD'nin kullanılması önemlidir. DC çıkışında sağlanan SPD'nin, panelin maksimum fotovoltaik sistem voltajına eşit veya bundan daha büyük bir DC MCOV'ye sahip olması gerekir.
A noktasına yıldırım düştüğünde (bkz. Şekil 1), güneş PV paneli ve invertörün hasar görmesi muhtemeldir. B noktasına yıldırım düşmesi durumunda yalnızca evirici zarar görecektir. Bununla birlikte, evirici genellikle bir PV sistemindeki en pahalı bileşendir, bu nedenle hem ac hem de dc hatlarında doğru SPD'nin doğru şekilde seçilmesi ve kurulması önemlidir. Darbe invertöre ne kadar yakınsa invertör o kadar fazla hasar görecektir.
Birleştirici kutular ve invertörler için DC ve AC Yan SPD'ler
Aşırı gerilim koruma cihazları, merkezi ve dizi invertörlerin DC ve AC taraflarına, birleştirici kutulara ve sinyal hatlarını (ölçümler ve iletişim) korumak için monte edilir. PV tesisinin yıldırıma atmosferik maruziyetine bağlı olarak, mühendislik, tedarik ve inşaat (EPC) yüklenicileri ve tasarımcıları standart tip 2 IEC SPD'ler (dolaylı darbe 8/20 μs) veya daha sağlam tip 1+2 SPD'ler (10/350 μs dalga biçiminde doğrudan yıldırım etkilerine dayanacak şekilde test edilmiştir) önerebilir.
Birleştirici kutularda ve invertörlerde DC tarafı koruması, ortak ve diferansiyel mod koruması sağlamak amacıyla tipik olarak Y bağlantılı DIN rayı konfigürasyonuna sahiptir.
AC tarafında da invertörün aşırı gerilim koruması aynı şekilde gereklidir. İster invertörün kendisinde ister AC birleştirici kutusunda olsun, voltaj dalgalanmalarına maruz kalma durumu genellikle TN S, IT ve hatta TT konfigürasyonlarında standart DIN rayı tip 2 SPD'ler kullanılarak giderilir.
Ayrıca, PV kurulumuna bağlı olarak, bazı durumlarda EPC yüklenicileri ve tasarımcıları tarafından, SPD'ler için daha uzun bir kullanım ömrü ve hatta beklenen doğrudan yıldırım etkisi açısından koşulların daha zorlu olduğu durumlarda koruma sağlamak amacıyla tip 1+2 AC tercih edilebilir. Bu genellikle yüksek irtifalarla ilişkilendirilen çok yüksek izoseraunik seviyeye sahip bölgelerde geçerli olacaktır.