Kritická úloha prepätia ochranných zariadení (SPD) vo PV Combiner Boxes: Výberová príručka a osvedčené postupy

Úvod: Zraniteľné jadro PV polí

Kombinácie PV Kombinácie slúžia ako nervový systém solárnych elektrární a zhromažďuje viac výstupov jednosmerného reťazca skôr, ako ich napájajú do meničov. Tieto kritické uzly sú neustále vystavené hrozbám zo štrajkov blesku a elektrických nárazov, ktoré môžu ochromiť celé PV systémy. Vysokokvalitné prepätové ochranné zariadenia (SPD) pôsobia ako prvá obranná línia, zaistenie zariadenia v hodnote stovky tisíc dolárov.

Kapitola 1: Prečo sú SPD nevyhnutné pre PV systémy

1.1 Unikátne zraniteľné miesta PV polí

Konštantná expozícia: Strešné a pozemné systémy sú prirodzene vystavené atmosférickým výbojom.

Riziká obvodu jednosmerného obvodu: Na rozdiel od AC Systems nemajú DC Arcs prirodzené nulové kríženie, čo zvyšuje nebezpečné udalosti prepätia.

Citlivú elektroniku: Komponenty v moderných meničoch môžu byť poškodené napätím iba o 20% nad menovitou hodnotou.

1.2 Dôsledky neprimeranej ochrany

Okamžité poškodenie: 72% zlyhaní meničov možno vysledovať až po prepätia napätia (správa SolarDe 2023).

Skrytá degradácia: Opakované menšie nárasty môžu znížiť životnosť modulu až o 30%.

Riziká požiaru: Poruchy DC ARC predstavujú 43% požiarov súvisiacich solárnymi látkami (údaje NFPA 2022).

Kapitola 2: Kľúčové úvahy o výbere SPD v aplikáciách PV

2.1 Kritické parametre výkonu

Menovité napätie: ≥1,2-násobok maximálneho napätia systému (na IEC 61643-31).

Nominálny výtok prúdu (IN): ≥20KA pre SPD typu 1 (podľa UL 1449, 4. vydanie).

Maximálny výtok prúd (IMAX): ≥ 40KA (na IEC 61643-11).

Čas odozvy: <25 nanosekúnd (na EN 50539-11).

Prevádzková teplota: -40 ° C až +85 ° C (na UL 96A).

2.2 typy SPD pre rôzne aplikácie

Typ 1 (trieda I): Pre miesta s rizikami priameho blesku (napr. Strešné systémy).

Typ 2 (trieda II): Pre sekundárnu ochranu (napr. Komerčné systémy namontované na pozemku).

Kombinovaný typ 1+2: Ideálne pre veľké rastliny v rámci úžitkových zariadení.

Modely špecifické pre DC: Navrhnuté pre FV aplikácie s označením polarity.

Kapitola 3: Osvedčené postupy pre inštaláciu

3.1 Strategické umiestnenie

Povinné inštalačné body:

Vstupné svorky Combiner Box (na reťazec).

Proti prúdu od odpojenia DC.

Vstupné terminály meniča DC.

Odporúčané ďalšie ochranné body:

Kombinátory sub-array.

Pozdĺž dlhých káblových cyklov (> 30 metrov).

3.2 štandardy zapojenia

Veľkosť vodiča: Minimálne 6 mm² meď (pre 20KA SPD).

Dĺžka cesty: Udržujte pripojenia SPD <0,5 metra.

Požiadavky na uzemnenie: Používajte vyhradené uzemňovacie vodiče (≥ 10 mm²).

Topológia pripojenia: Konfigurácia hviezd, aby sa predišlo pozemným slučkám.

Kapitola 4: Kritériá údržby a výmeny

4.1 Preventívna údržba

Štvrťročné kontroly:

Skontrolujte indikátor stavu Windows (zelená/červená).

Vykonajte infračervú termografiu (zvýšenie teploty <15k).

Zaznamenajte pulty blesku (ak sú vybavené).

Ročné testy:

Test izolačného odporu (> 1 MΩ).

Meranie odporu (<10 Ω).

Test zvyškového napätia odborníkmi.

4.2 Pokyny na výmenu

Okamžité spúšťače:

Viditeľné fyzické poškodenie (trhliny, popálené značky).

Indikátor stavu sčervenal.

Počet úderov blesku presahuje hodnotu hodnotenej hodnoty.

Failed performance tests.

Odporúčané intervaly náhrady:

Pobrežné oblasti: 5 rokov.

Zóny s vysokým svetlom: 7 rokov.

Štandardné regióny: 10 rokov.

Kapitola 5: Bežné mylné predstavy a odborné odporúčania

5.1 Typické nedorozumenia

Mýtus: „Bleskové prúty eliminujú potrebu SPD.“

Skutočnosť: Bleskové tyče chránia iba pred priamymi údermi, nie vyvolanými nárastmi.

Pasca nákladov: Používanie AC SPD špecifických pre PV.

Dôsledok: Neschopnosť prerušiť DC sledovať prúdy.

5.2 Odborné rady

Prijmite architektúru trojstupňovej ochrany: SPD na poli, Combiner Box a Inverter.

Vyberte modely s diaľkovými signalizačnými kontaktmi pre integráciu s monitorovacími systémami.

V prípade 1500 V systémov overte kapacitu prelomenia DC SPD.

Prehodnoťte existujúcu kapacitu SPD počas rozširovania systému.

Keď sa napätie FV systémov zvyšuje na 1500 V, technológia SPD novej generácie sa vyvíja s tromi kľúčovými trendmi: vyššia absorpcia energie (až 100kA), múdrejšie výstražné funkcie (monitorovanie podporované IoT) a kompaktnejšie modulárne návrhy. Výber produktov certifikovaných spoločnosťou TUV Rheinland pre PV aplikácie a podľa štandardov IEC 62305 pre ochranu na úrovni systému zaisťuje, že PV rastlín vydržia blesky počas ich 25-ročnej životnosti. Pamätajte: V bezpečnosti PV nie je kvalitná ochrana prepätia výdavky-je to nákladovo najefektívnejšia investícia na zmiernenie rizika.