Potpuni vodič za SPD za PV sustave i zaštitu od prenapona solarnih panela

Često sam pod stresom kada vidim da su solarni projekti oštećeni iznenadnim prenaponima, pa se oslanjam na Uređaj za zaštitu od prenapona kako bi svaki sustav bio stabilan.

A Uređaj za zaštitu od prenapona Štiti fotonaponske sustave preusmjeravanjem opasnih naponskih skokova dalje od panela, pretvarača i električnih krugova. Smanjuje vrijeme zastoja, sprječava kvar opreme i osigurava dugoročnu sigurnost za AC i DC stranu solarne instalacije.

U ovom vodiču provest ću vas kroz svaki dio prenaponske zaštite solarne energije kako biste mogli donositi sigurne tehničke odluke za bilo koji fotonaponski projekt.

Što je SPD i zašto je potreban solarnim fotonaponskim sustavima

Prije sam viđao kako fotonaponski sustavi otkazuju zbog neočekivanog prenapona, tako da sada nikad ne dizajniram projekt bez odgovarajućeg Uređaj za zaštitu od prenapona na mjestu.

Solarni SPD štiti fotonaponske sustave apsorbiranjem ili preusmjeravanjem prenapona groma, preklapanjem tranzijenata i poremećajima u radu elektroenergetske mreže prije nego što dosegnu osjetljive komponente. Pomaže u sprječavanju oštećenja pretvarača, smanjuje troškove održavanja i osigurava stabilno vrijeme rada sustava.

Solarne fotonaponske instalacije rade na otvorenom, pa se suočavaju sa stalnim električnim rizicima od munja, kvarova u mreži i preklopnih događaja. Budući da su paneli i pretvarači bazirani na poluvodičima, vrlo su osjetljivi čak i na male prenapone. U svom radu s različitim tvornicama i EPC tvrtkama, vidio sam da rani kvar gotovo uvijek dolazi od izloženosti prenaponu, a ne od rutinske degradacije. Zato zaštitu od prenapona tretiram kao temeljni zahtjev dizajna, a ne kao opcionalni dodatak.

Definicija SPD-a u električnim i solarnim sustavima

SPD je uređaj koji preusmjerava prolazni prenapon na sustav uzemljenja. U fotonaponskim sustavima štiti istosmjerne lance, pretvarače, kombinirajuće kutije, AC distribuciju i komunikacijske vodove.

Uobičajeni uzroci prenapona u fotonaponskim instalacijama

Fotonaponski sustavi suočavaju se s porastom napona zbog:
• munja (izravna ili inducirana)
• preklopne operacije
• poremećaji u elektroenergetskoj mreži
• dugi kabelski putevi koji pojačavaju prolazne napone

Zašto je zaštita od prenapona ključna za solarne panele i invertere

Paneli i pretvarači se lako oštećuju kratkotrajnim skokovima napona. Kad posjećujem tvornice, većina oštećenih pretvarača pokazuje jasne tragove prenapona na ulaznom stupnju. Ispravni SPD-ovi znatno smanjuju taj rizik.

Kako MOV tehnologija funkcionira unutar uređaja za zaštitu od prenapona

Sjećam se prvog puta kada sam otvorio neispravni SPD; MOV blok je ispričao cijelu priču o tome kako se sustav suočio s ogromnim porastom napona.

MOV tehnologija omogućuje Uređaj za zaštitu od prenapona za stezanje visokog napona prelaskom s visokog na niski otpor unutar mikrosekundi. Apsorbira višak energije i sigurno je šalje u zemlju prije nego što se oprema ošteti.

MOV je srce većine industrijskih SPD dizajna. Često objašnjavam nabavnim timovima da kvaliteta MOV-a određuje dugoročnu stabilnost. Slab MOV znači ranu degradaciju i nepredvidive razine zaštite. Zato su tvornice koje zahtijevaju pouzdane zaštita od prenapona za tvornice Uvijek testirajte ponašanje MOV-a pod ponovljenim ciklusima naprezanja prije odobravanja dobavljača.

Što je MOV i kako funkcionira

MOV (metal-oksidni varistor) ponaša se kao otpornik ovisan o naponu. Kada je napon normalan, blokira struju. Kada napon poraste iznad praga, odmah odvodi prenapon u masu.

Ponašanje MOV-a tijekom naponskih skokova

Tijekom skoka, otpor MOV-a naglo pada, stvarajući siguran put za udarnu struju. Nakon stezanja, vraća se na visoki otpor.

Načini kvara MOV-a i sigurnosna razmatranja

Uobičajeni kvarovi MOV-a uključuju pregrijavanje, istrošenost i termalni bijeg. Zato uvijek preporučujem module za termičko isključivanje za PV SPD-ove.

Vrste uređaja za zaštitu od prenapona koji se koriste u solarnim sustavima

Nakon godina rada na revizijama tvornica i solarnim projektima, naučio sam da odabir ispravne vrste SPD-a određuje hoće li fotonaponski sustav preživjeti sezonu grmljavine.

Tip 1, Tip 2SPD-ovi tipa 3 pružaju različite razine zaštite od munje i prenapona. Tip 1 se nosi s izravnom munjom, tip 2 upravlja prenaponom, a tip 3 štiti krajnje uređaje i osjetljivu elektroniku.

Mnogi nabavni timovi usredotočuju se na razlike u cijenama između vrsta SPD-a, ali uvijek objašnjavam da svaka vrsta igra drugačiju ulogu. Sustav najbolje funkcionira kada su koordinirani kao potpuni lanac zaštite. Tvrtke za solarnu energiju koje preskaču jednu vrstu često se suočavaju s ponavljajućim kvarovima pretvarača tijekom oluja. U nastavku slijedi kratka usporedba:

Tablica 1 – Vrste SPD-ova i njihove funkcije

SPD tipa 1 za zaštitu od munje

Koristi se na servisnim ulazima za odvod velikih struja groma.

SPD tipa 2 za zaštitu od prenapona

Instalira se u blizini pretvarača radi zaštite od preklapanja i induciranih prenapona.

SPD tipa 3 za zaštitu terminalnih uređaja

Koristi se unutar osjetljivih upravljačkih krugova.

Odabir pravog SPD-a za fotonaponske primjene

Uvijek prilagođavam tip SPD-a razini munje, naponu instalacije, osjetljivosti opreme i uvjetima uzemljenja.

Vodič za instalaciju SPD-a za PV panele i invertere

Vidio sam mnogo projekata koji su propali jednostavno zato što je SPD bio instaliran na pogrešnom mjestu, čak i ako je sam uređaj bio visoke kvalitete.

SPD-ovi moraju biti instalirani blizu zaštićene opreme, s kratkim kabelima, ispravnim polaritetom, pravilnim uzemljenjem i odgovarajućim tipom SPD-a na AC i DC strani PV sustava.

Ispravna instalacija je važnija od marke. Čak i najbolji industrijski SPD postaje neučinkovit ako je kabel predugačak. Često tehničarima pokazujem kako dodatnih 20 cm kabela može udvostručiti preostali napon, što može uništiti ulaznu ploču pretvarača.

Gdje instalirati SPD u PV sustavu

SPD-ovi moraju biti postavljeni na DC kombinirajuće kutije, DC ulazi invertera, AC izlazi invertera i glavna AC distribucija.

Koraci ugradnje DC SPD-a na strani

• spojite se na svaki ulazni niz
• osigurajte usklađenost polariteta
• duljina kabela mora biti manja od 0,5 m

Koraci ugradnje SPD-a na strani AC-a

• instalirajte blizu izlaznih terminala invertera
• spojite na PE uzemljenje
• pridržavajte se pravila ožičenja TN/TT sustava

Uobičajene pogreške pri instalaciji koje treba izbjegavati

Najveće pogreške uključuju duge vodove, nedostajuće uzemljenje, pogrešan tip SPD-a i netočan napon.

Zahtjevi za zaštitu od prenapona istosmjerne i izmjenične struje za solarne sustave

Često provjeravam fotonaponske lokacije gdje nazivna vrijednost SPD-a ne odgovara naponu otvorenog kruga niza, što stvara skriveni rizik za cijeli sustav.

PV SPD-ovi moraju odgovarati nazivnom istosmjernom naponu, nazivnom naponu izmjenične mreže, sustavu uzemljenja, pravilima koordinacije i kategoriji instalacije kako bi se osigurala stabilna zaštita cijelog PV sustava.

U nastavku je tablica usporedbe ocjena koju mnogi nabavni timovi smatraju korisnom:

Tablica 2 – Zahtjevi za SPD ocjenu za fotonaponske instalacije

Nazivni naponi i struje za PV SPD

Uvijek uskladite Ucpv SPD-a s maksimalnim Voc niza pri niskim temperaturama.

Zahtjevi za uzemljenje

Dobro uzemljenje drastično smanjuje udarnu energiju. Uvijek provjeravam otpor uzemljenja prije ugradnje SPD-a.

Koordinacija SPD-a između AC i DC strane

Za učinkovitu koordinaciju koristite Tip 1 na glavnoj AC ploči i Tip 2 blizu pretvarača.

SPD vs. odvodnik prenapona: Ključne razlike za PV zaštitu

Mnogi kupci me pitaju trebaju li koristiti SPD ili odvodnik prenapona, a moj odgovor je uvijek: oni imaju različite uloge.

Odvodnik prenapona obrađuje velike vanjske udare groma, dok SPD štiti opremu od vanjskog i unutarnjeg prenapona. Većina fotonaponskih sustava ima koristi od korištenja oba.

Tablica 3 – SPD u odnosu na odvodnik prenapona

Kako rade odvodnici prenapona u odnosu na SPD-ove

Odvodnici prenapona ispuštaju veliku energiju munje, ali reagiraju sporije od SPD-ova.

Koji je bolji za fotonaponsku zaštitu od munje

SPD-ovi bolje štite osjetljivu elektroniku, dok odvodnici štite konstrukciju zgrade.

Kada koristiti oboje u solarnoj instalaciji

Uvijek koristim oboje za velike ili visokorizične fotonaponske projekte.

Zaključak

Koristite visokokvalitetni Uređaj za zaštitu od prenapona kako bi svaki solarni fotonaponski sustav bio siguran, stabilan i spreman za dugotrajan rad.

Često postavljana pitanja o SPD-u, MOV-u i zaštiti od munje za solarne sustave

Mogu li koristiti dva SPD-a u seriji?

Da, sve dok se poštuju pravila koordinacije.

Trebaju li solarni paneli AC ili DC SPD?

I AC i DC strana zahtijevaju zaštitu.

Koliko dugo traje SPD?

Obično 5-10 godina, ovisno o izloženosti prenaponu.

Što se događa kada SPD zakaže?

Isključuje se iznutra kako bi se izbjegao rizik od požara.