Zašto je zaštita od prenapona ključna u solarnim fotonaponskim sustavima?

Kada inženjeri raspravljaju kako dizajnirati solarni fotonaponski sustav arhitekture, fokus se često stavlja na dimenzioniranje solarnog fotonaponskog sustava, odabir pretvarača i konfiguraciju baterije. Međutim, jedan ključni čimbenik koji izravno utječe na pouzdanost sustava je zaštita od prenapona.

Tranzijenti uzrokovani munjom i prenaponi preklapanja među najčešćim su uzrocima kvara pretvarača, oštećenja MPPT-a i kvara upravljačkog sustava. Bez pravilno projektirane zaštite fotonaponskog sustava od prenapona, čak i dobro dizajniran solarni fotonaponski sustav može pretrpjeti neočekivane zastoje i skupe popravke.

U modernom dizajn solarnog fotonaponskog sustava, zaštita od prenapona nije opcionalna - ona je sastavni dio električne sigurnosti i dugoročnih performansi.

Kako solarni PV SPD-ovi štite od prolaznog prenapona?

Pravilno odabran solarni fotonaponski SPD (uređaj za zaštitu od prenapona solarne energije) ograničava prolazni prenapon tako što sigurno preusmjerava energiju prenapona u zemlju prije nego što dosegne osjetljive komponente.

Izvori prenapona u solarnim fotonaponskim sustavima

1. Izravni ili bliski udari groma

2. Inducirani prenaponi na dugim istosmjernim kabelima

3. Prekidački prenaponi uzrokovani poremećajima u mreži

4. Interno preklapanje pretvarača i velikih opterećenja

Oba solarni fotonaponski sustav vezan na mrežu i solarni fotonaponski sustav izvan mreže konfiguracije su osjetljive na ove poremećaje. Arhitekture hibridnih solarnih fotonaponskih sustava suočavaju se s još složenijom izloženošću prenaponu zbog interakcije baterije i mreže.

Zaštitni mehanizam u istosmjernim i izmjeničnim strujnim krugovima

Solarni fotonaponski sustavi sadrže i DC i AC dijelove:

• Istosmjerna strana: Između solarnih panela i invertera

• AC strana: Između pretvarača i razvodne ploče

Na istosmjernoj strani, visokonaponski nizovi - posebno u velikim komercijalnim nizovima - zahtijevaju specijaliziranu zaštitu, kao što je pravilno dimenzionirani uređaj za zaštitu od prenapona solarne energije dizajnirano za PV ulazne krugove. U visokonaponskim primjenama, DC SPD-ovi moraju odgovarati naponu sustava i klasi izolacije.

Profesionalna razina Zaštita od prenapona istosmjerne struje Rješenja su posebno projektirana za fotonaponska okruženja s visokim naponima otvorenog kruga i promjenjivim razinama struje.

Na AC strani, prenaponska zaštita je ugrađena na izlazu pretvarača i glavnoj razvodnoj ploči radi zaštite od poremećaja povezanih s mrežom.

Gdje treba instalirati uređaje za zaštitu od prenapona solarnih panela?

Ispravno mjesto ugradnje je ključno u raspored solarnog fotonaponskog sustava planiranje.

1. Na PV nizu (zaštita s istosmjerne strane)

Za sustave s dugim kabelskim trasama ili izloženim krovnim nizovima:

• Instalirajte SPD blizu razvodne kutije

• Ili integrirajte SPD unutar ulaznog dijela DC pretvarača

To štiti istosmjerne priključke pretvarača od induciranih prenapona.

2. Na AC izlazu invertera

U solarni fotonaponski sustav vezan na mrežuSPD-ovi se obično instaliraju:

• Na AC izlaznim terminalima pretvarača

• Na glavnoj razvodnoj ploči izmjenične struje

To osigurava ograničenje prenapona na cijeloj putanji.

3. U sustavima za pohranu energije u baterijama (hibridni / izvan mreže)

U hibridni solarni fotonaponski sustav i solarni fotonaponski sustav izvan mreže dizajni:

• Instalirajte SPD-ove na DC sabirnicu baterije

• Zaštitite ulaz/izlaz MPPT regulatora punjenja

• Osigurajte pravilno spajanje na sustav uzemljenja

Baterijski sustavi povećavaju osjetljivost sustava jer energetska elektronika radi kontinuirano pod opterećenjem.

Kako integrirati zaštitu od prenapona u dizajn solarnog fotonaponskog sustava?

Ako procjenjujete kako dizajnirati solarni fotonaponski sustav Ispravno, zaštita od prenapona mora se planirati u ranoj fazi projektiranja, a ne dodavati kasnije.

Korak 1: Razmotrite zaštitu od prenapona tijekom dimenzioniranja solarnog fotonaponskog sustava

Tijekom dimenzioniranje solarnog fotonaponskog sustava, inženjeri izračunavaju:

• Izračun veličine solarnih panela

• Dimenzioniranje solarnog invertera

• Dimenzioniranje baterijskih sklopova za solarne sustave

Istovremeno, moraju se definirati razine napona sustava. Odabir SPD-a izravno ovisi o:

• Maksimalni napon otvorenog kruga (Voc)

• Nazivni izmjenični napon

• Vrsta sustava uzemljenja

Ignoriranje ovoga u fazi dimenzioniranja često rezultira neusklađenim SPD ocjenama.

Korak 2: Integrirajte SPD-ove u ravnotežu solarnog fotonaponskog sustava (BOS)

Uređaji za zaštitu od prenapona dio su solarna fotonaponska ravnoteža sustava BOS, što uključuje:

• Kombinacijske kutije

• DC prekidači

• AC prekidači

• MPPT regulator punjenja

• Sustavi za praćenje

SPD-ove treba koordinirati s prekidačima i uređajima za odvajanje kako bi se osigurao selektivan rad.

Pouzdana rješenja za zaštitu od prenapona fotonaponskih sustava trebaju biti kompatibilna sa zahtjevima za fotonaponsku izolaciju i uvjetima izloženosti okolini.

Specijalizirane tehnologije fotonaponske zaštite možete istražiti na razini proizvođača putem Leikexing kako bi bolje razumjeli strategije integracije.

Za smjernice za implementaciju na strani DC-a, tehničke reference dostupne su u namjenskim Zaštita od prenapona istosmjerne struje resursi.

Korak 3: Optimizacija uzemljenja i rasporeda kabela

Učinkovita zaštita od prenapona zahtijeva:

• Uzemljenje niske impedancije

• Kratki SPD priključni vodiči

• Pravilno spajanje između fotonaponskog okvira i sustava uzemljenja

• Izbjegavanje kabelskih petlji u rasporedu solarnih fotonaponskih sustava

Nepravilan dizajn rasporeda može značajno smanjiti učinkovitost SPD-a, čak i ako je nazivna vrijednost uređaja ispravna.

Zaključak

Razumijevanje kako dizajnirati solarni fotonaponski sustav Infrastruktura nadilazi odabir modula i kapacitet pretvarača. Otporan sustav mora uključivati ​​strukturiranu zaštitu fotonaponskog sustava od prenapona u istosmjernim i izmjeničnim krugovima.

Integracijom uređaja za zaštitu od prenapona u komponente solarnog fotonaponskog sustava od samog početka - tijekom dimenzioniranja i planiranja rasporeda solarnog fotonaponskog sustava - inženjeri mogu značajno poboljšati stabilnost, sigurnost i dugoročnu operativnu pouzdanost sustava.

Za tehničke konzultacije o integraciji prenaponske zaštite u složene fotonaponske arhitekture, izravnu inženjersku podršku možete zatražiti putem službene kontaktna stranica.

Često postavljana pitanja (FAQ)

Zašto je zaštita od prenapona važna u dizajnu solarnih fotonaponskih sustava?

Zaštita od prenapona sprječava da prolazni prenapon ošteti invertere, MPPT regulatore punjenja, baterijske sustave i nadzornu elektroniku, osiguravajući dugoročnu radnu stabilnost.

Treba li svaki solarni fotonaponski sustav solarni fotonaponski SPD?

Da. Konfiguracije solarnih fotonaponskih sustava, i onih vezanih za mrežu i onih izvan mreže, trebaju uključivati ​​ispravno dimenzionirane SPD-ove na istosmjernoj i izmjeničnoj strani radi zaštite od munja i prenapona.

Kako odabrati ispravan uređaj za zaštitu od prenapona solarne energije?

Odabir ovisi o naponu sustava, vrsti pretvarača, konfiguraciji uzemljenja i maksimalnom naponu otvorenog kruga određenom tijekom dimenzioniranja solarnog fotonaponskog sustava.

Gdje bi SPD-ovi trebali biti instalirani u hibridnom solarnom fotonaponskom sustavu?

U hibridnim sustavima, SPD-ove treba instalirati na istosmjernoj strani fotonaponskog niza, izmjeničnom izlazu pretvarača i istosmjernoj sabirnici baterijskog pohranjivanja kako bi se osigurala zaštita cijelog puta.

Je li zaštita od prenapona dio solarne fotonaponske ravnoteže sustava (BOS)?

Da. Uređaji za zaštitu od prenapona klasificirani su kao dio solarne fotonaponske bilance sustava BOS, uz rastavljače, kablove i opremu za kombiniranje.