نقش مهم دستگاه های محافظ Surge (SPD) در جعبه های PV Combiner: راهنمای انتخاب و بهترین شیوه ها

مقدمه: هسته آسیب پذیر آرایه های PV

جعبه های PV Combiner به عنوان سیستم عصبی نیروگاه های خورشیدی عمل می کنند و چندین خروجی رشته DC را قبل از تغذیه آنها به اینورترها جمع می کنند. این گره های بحرانی دائماً در معرض تهدیدات ناشی از اعتصابات رعد و برق و افزایش الکتریکی هستند که می توانند کل سیستم های PV را فلج کنند. دستگاه های محافظ با کیفیت بالا (SPDS) به عنوان اولین خط دفاع عمل می کنند و از تجهیزات محافظت می کنند به ارزش صدها هزار دلار.

فصل 1: چرا SPD ها برای سیستم های PV ضروری هستند

1.1 آسیب پذیری های منحصر به فرد آرایه های PV

قرار گرفتن در معرض ثابت: سیستم های پشت بام و زمینی به طور طبیعی در معرض تخلیه های جوی قرار دارند.

خطرات مدار DC: برخلاف سیستم های AC ، قوس های DC فاقد نقاط صفر طبیعی هستند و باعث می شوند حوادث افزایش یافته خطرناک تر شوند.

الکترونیک حساس: اجزای موجود در اینورترهای مدرن می توانند در اثر ولتاژ فقط 20 ٪ بالاتر از ارزش رتبه بندی شوند.

1.2 عواقب محافظت ناکافی

خسارت فوری: 72 ٪ از خرابی های اینورتر را می توان به افزایش ولتاژ ردیابی کرد (گزارش Solaredge 2023).

تخریب پنهان: مکرر جزئی جزئی می تواند طول عمر ماژول را تا 30 ٪ کاهش دهد.

خطرات آتش سوزی: گسل های قوس DC 43 ٪ از آتش سوزی های خورشیدی (داده های NFPA 2022) را تشکیل می دهد.

فصل 2: ​​ملاحظات اصلی برای انتخاب SPD در برنامه های PV

2.1 پارامترهای عملکرد بحرانی

ولتاژ دارای امتیاز: 1.2 برابر حداکثر ولتاژ سیستم (در هر IEC 61643-31).

جریان تخلیه اسمی (IN): ≥ 20KA برای SPD های نوع 1 (در هر UL 1449 ، چاپ 4).

حداکثر جریان تخلیه (IMAX): ≥40KA (در هر IEC 61643-11).

زمان پاسخ: <25 نانو ثانیه (در هر 50539-11).

دمای کار: -40 درجه سانتیگراد تا +85 درجه سانتیگراد (در UL 96A).

2.2 انواع SPD برای برنامه های مختلف

نوع 1 (کلاس I): برای مکانهایی که خطرات مستقیم اعتصاب صاعقه دارند (به عنوان مثال ، سیستم های پشت بام).

نوع 2 (کلاس II): برای حفاظت ثانویه (به عنوان مثال ، سیستم های تجاری مجهز به زمین).

ترکیبی نوع 1+2: ایده آل برای گیاهان در مقیاس بزرگ.

مدل های خاص DC: برای برنامه های PV با مارک های قطبی طراحی شده است.

فصل 3: بهترین روشها برای نصب

3.1 قرار دادن استراتژیک

نقاط نصب اجباری:

پایانه های ورودی جعبه Combiner (در هر رشته).

بالادست قطع DC.

پایانه های ورودی اینورتر DC.

نقاط حفاظت اضافی توصیه شده:

ترکیب کننده های زیر آرایه.

در امتداد کابل های طولانی (> 30 متر).

3.2 استاندارد سیم کشی

اندازه هادی: حداقل 6 میلی متر مربع مس (برای SPD های 20KA).

طول مسیر: اتصالات SPD را <0.5 متر نگه دارید.

الزامات زمینی: از هادی های اختصاصی زمینی (10 میلی متر مربع) استفاده کنید.

توپولوژی اتصال: پیکربندی ستاره برای جلوگیری از حلقه های زمینی.

فصل چهارم: معیارهای نگهداری و جایگزینی

4.1 نگهداری پیشگیرانه

چک های سه ماهه:

ویندوزهای نشانگر وضعیت (سبز/قرمز) را بازرسی کنید.

ترموگرافی مادون قرمز را انجام دهید (افزایش دما <15k).

شمارنده های اعتصاب رعد و برق را ضبط کنید (در صورت مجهز بودن).

تست های سالانه:

تست مقاومت عایق (> 1 MΩ).

اندازه گیری مقاومت در برابر زمین (<10 Ω).

تست ولتاژ باقیمانده توسط متخصصان.

4.2 دستورالعمل های جایگزینی

عوامل جایگزینی فوری:

آسیب جسمی قابل مشاهده (ترک ، علائم سوختگی).

نشانگر وضعیت قرمز می شود.

تعداد اعتصاب رعد و برق بیش از ارزش رتبه بندی شده است.

تست های عملکرد ناموفق.

فواصل تعویض توصیه شده:

مناطق ساحلی: 5 سال.

مناطق با نور بالا: 7 سال.

مناطق استاندارد: 10 سال.

فصل 5: تصورات غلط رایج و توصیه های تخصصی

5.1 سوء تفاهم های معمولی

اسطوره: "میله های رعد و برق نیاز به SPD را از بین می برد."

واقعیت: میله های رعد و برق فقط در برابر اعتصابات مستقیم محافظت می کنند ، و باعث افزایش ناشی نمی شوند.

تله هزینه: با استفاده از SPD های AC غیر PV خاص.

نتیجه: عدم توانایی در قطع DC جریان های دنبال می شود.

5.2 مشاوره تخصصی

یک معماری محافظت از سه لایه را اتخاذ کنید: SPDS در آرایه ، جعبه Combiner و سطح اینورتر.

برای ادغام با سیستم های نظارت ، مدل هایی با مخاطبین سیگنالینگ از راه دور را انتخاب کنید.

برای سیستم های 1500 ولت ، ظرفیت شکستن DC SPD را تأیید کنید.

ظرفیت SPD موجود را در طول گسترش سیستم دوباره ارزیابی کنید.

با افزایش ولتاژ سیستم PV به 1500 ولت ، فناوری SPD نسل بعدی با سه روند کلیدی در حال تحول است: جذب انرژی بالاتر (حداکثر 100KA) ، ویژگی های هشدار دهنده هوشمندتر (نظارت بر IoT) و طرح های مدولار جمع و جور تر. انتخاب محصولات دارای گواهینامه TUV Rheinland برای برنامه های PV و پیروی از استانداردهای IEC 62305 برای حفاظت از سطح سیستم ، اطمینان می دهد که گیاهان PV می توانند در طول عمر 25 ساله خود در برابر صاعقه مقاومت کنند. به یاد داشته باشید: در ایمنی PV ، حمایت از افزایش با کیفیت بالا هزینه ای نیست-این مقرون به صرفه ترین سرمایه گذاری کاهش ریسک است.