Как выбрать SPD для солнечной системы

Беспокоитесь ли вы о том, что ваша дорогая солнечная фотоэлектрическая система может быть легко повреждена? Однако реальность такова, что без защиты от перенапряжений даже малейший скачок напряжения может повредить каждое электронное устройство, потребляющее энергию от массива солнечных панелей. Кроме того, без защиты от молний любые ваши инвестиции в энергоэффективность будут бесполезны, поскольку молния является одной из основных причин выхода из строя солнечных панелей.

Выбор подходящего устройства защиты от перенапряжений (SPD) является критически важным решением для обеспечения долговечности и надежности вашей солнечной энергетической системы.

Солнечный SPD предназначен для защиты ваших солнечных панелей и сопутствующего оборудования от скачков напряжения и переходных скачков напряжения. Он отводит избыточное напряжение и скачки тока на землю, защищая вашу систему от повреждений.

Зачем солнечным электростанциям/фотоэлектрическим системам нужна защита от перенапряжений?

Как вы знаете, солнечные панели устанавливаются на открытом воздухе. Это делает их непосредственно подверженными суровым условиям, таким как дождь, ветер и пыль. Среди погодных условий удары молнии требуют особого внимания, поскольку они могут серьезно повлиять на безопасность и производительность фотоэлектрической системы.

Солнечные энергетические системы особенно уязвимы к повреждениям от перенапряжений по нескольким причинам:

- Открытое расположение: солнечные батареи обычно устанавливаются в приподнятых, открытых положениях.
- Удлиненные кабельные трассы: кабели постоянного тока могут действовать как антенны для наведенных перенапряжений.
- Чувствительная электроника: инверторы, системы мониторинга и управляющее оборудование содержат уязвимые компоненты.
- Привлечение молний: массивы солнечных панелей могут быть привлекательными путями для ударов молнии.

Когда удар молнии попадает в землю, он разряжает энергию, воздействуя на электрическое поле на земле. Для солнечной фотоэлектрической установки это создает два риска:

- Прямое воздействие, которое может физически разрушить солнечное оборудование на крыше
- Переходные перенапряжения, проходящие через кабели за счет магнитной связи, что может привести к повреждению чувствительных компонентов, таких как печатные платы (PCB).

Незащищенные фотоэлектрические системы будут подвергаться повторным и значительным повреждениям в районах, где часто бывают удары молнии. Это может привести к значительным затратам на ремонт и замену, простою системы и потере доходов.

Защита от перенапряжений (SPD) предназначена для ограничения переходных перенапряжений и отвода волн тока на землю. Кроме того, она ограничивает амплитуду перенапряжения до значения, безопасного для электрической инфраструктуры и коммутационной аппаратуры.

Сколько устройств защиты от перенапряжений требуется для фотоэлектрической/PV системы?

Количество устройств защиты от перенапряжений, необходимых для фотоэлектрической или PV системы, зависит от конкретной конфигурации и компонентов системы. Ниже приведены некоторые общие рекомендации, которые следует учитывать.

Вход постоянного тока в главный сервис SPD:

Рекомендуется установить SPD постоянного тока типа 1 на главном входе электропитания здания, где установлена фотоэлектрическая система. Это устройство защиты от перенапряжений обеспечивает полную защиту всей электрической системы, включая солнечные панели и сопутствующее оборудование. Оно защищает от перенапряжений как от сети, так и от внешних источников, таких как удары молнии. Главный вход питания постоянного тока SPD 1000 В должен быть рассчитан на максимальное напряжение и ток перенапряжения, ожидаемые в системе.

Подраспределение постоянного тока SPD:

В больших фотоэлектрических системах часто встречаются подраспределители или коллекторные коробки, которые объединяют электрический выход нескольких солнечных стрингов. Рекомендуется устанавливать SPD постоянного тока типа 2 в этих подпанелях для обеспечения локальной защиты от перенапряжений цепей, подключенных к этим панелям. Эти SPD постоянного тока защищают от перенапряжений, вызванных сетью, и ограничивают распространение перенапряжений внутри системы.

Важно отметить, что конкретные требования к SPD постоянного тока в фотоэлектрических установках могут варьироваться в зависимости от таких факторов, как размер системы, место установки, местные электротехнические нормы и отраслевые стандарты. Лучше всего проконсультироваться с квалифицированным установщиком солнечных батарей или электриком, который сможет оценить вашу систему и предоставить конкретные рекомендации по количеству и типу SPD постоянного тока, необходимых для оптимальной защиты от перенапряжений.

Кроме того, убедитесь, что выбранный вами SPD постоянного тока 1000 В имеет номинальные значения напряжения и тока перенапряжения, а также необходимые сертификаты для соответствия местным стандартам безопасности. Также рекомендуется регулярно обслуживать и проверять SPD постоянного тока, чтобы убедиться в их эффективности в защите нашей солнечной системы.

Количество SPD, установленных в солнечной фотоэлектрической системе, зависит от расстояния между панелью и инвертором. Когда длина кабеля между солнечными панелями составляет менее 10 метров: 1 SPD должен быть установлен у инвертора, распределительных коробок или ближе к солнечным панелям. Когда кабели постоянного тока превышают 10 метров: требуется больше устройств защиты от перенапряжений как на инверторе, так и на конце кабелей солнечных модулей.

Для больших систем рассмотрите защиту в этих ключевых точках:

- Уровень массива: установите SPD в распределительных коробках для распределенных массивов
- Вход постоянного тока инвертора: установите SPD непосредственно перед входами постоянного тока инвертора
- Уровень стринга: для систем с несколькими стрингами рассмотрите защиту на уровне стринга

Различные конфигурации заземления требуют конкретных схем подключения SPD:

Конфигурации со стороны постоянного тока:

- Функционально заземлено: один полюс постоянного тока подключен к земле
- Высокоомное заземление: полюс постоянного тока подключен к земле через сопротивление
- Незаземленный/плавающий: ни один полюс напрямую не подключен к земле

Конфигурации со стороны переменного тока:

- Системы TN-C, TN-S, TN-C-S
- Системы TT
- Системы IT

- Каждая конфигурация требует конкретной схемы подключения SPD для обеспечения эффективной защиты. Например, незаземленные (IT) фотоэлектрические системы часто нуждаются в SPD с «Y-конфигурациями» для всесторонней защиты.

SPD обходит избыточное напряжение и ограничивает воздействие скачков напряжения и переходных скачков на вашу фотоэлектрическую систему.

Регулировка напряжения:

SPD постоянного тока непрерывно контролирует уровень напряжения в электрической системе. Когда напряжение превышает предопределенный порог, указывающий на возникновение скачка или переходного процесса, SPD постоянного тока активируется для обеспечения защиты.

Получение перенапряжения:

SPD постоянного тока обеспечивают путь с низким импедансом для отвода избыточного напряжения от защищаемого устройства. Металлооксидные варисторы (MOV) или газоразрядные трубки (GDT) обычно используются в качестве основного защитного элемента. Эти компоненты имеют высокое сопротивление в нормальных рабочих условиях, но становятся проводящими, когда напряжение превышает номинальный порог.

Поглощает и рассеивает энергию:

В случае перенапряжения SPD постоянного тока 1000 В немедленно проводит избыточное напряжение на землю, обходя чувствительное оборудование в системе. MOV или GDT в SPD постоянного тока поглощают энергию перенапряжения, ограничивая напряжение до безопасных уровней. Это предотвращает попадание избыточного напряжения на подключенные солнечные панели, инверторы и другие электронные компоненты.

Пределы напряжения:

SPD постоянного тока предназначены для ограничения уровней напряжения перенапряжения до безопасных порогов. Этот предел напряжения гарантирует, что перенапряжения не превышают нагрузочную способность устройства. Поддерживая напряжение в безопасном диапазоне, SPD постоянного тока защищает систему от повреждений и помогает предотвратить выход из строя оборудования.

Время реакции:

Время отклика SPD (обычно в наносекундах) указывает, как быстро SPD постоянного тока 1000 В может проснуться при возникновении перенапряжения. Быстрое время отклика важно для эффективного рассеивания перенапряжения до того, как оно достигнет устройства. Для оптимальной защиты ищите SPD постоянного тока с быстрым временем отклика. Несколько уровней защиты: различные типы SPD постоянного тока могут использоваться в фотоэлектрических системах для обеспечения нескольких уровней защиты. Устройство защиты от молнии типа 1 устанавливается на входной двери для защиты от внешних перенапряжений. Устанавливается молниеотвод. SPD постоянного тока типа 2 подключается к подраспределителю для защиты от перенапряжений от сети.

Как SPD работает для защиты солнечной фотоэлектрической системы?

Говоря простым языком, солнечный SPD контролирует переходное напряжение и направляет ток обратно к его источнику или земле, когда возникает переходное напряжение в защищенной цепи.

Чтобы обеспечить первоначальное протекание энергии на землю для предотвращения перенапряжений, наиболее важным компонентом является металлооксидный варистор (MOV). который в разных условиях переходит между состояниями высокого и низкого импеданса.

Устройство защиты от перенапряжений находится в состоянии высокого импеданса и не оказывает никакого влияния на солнечную фотоэлектрическую систему при типичных рабочих напряжениях. Когда в цепи возникает переходное напряжение, SPD переходит в состояние проводимости (или низкого импеданса) и отводит ток перенапряжения обратно к его источнику или земле. Это ограничивает или зажимает напряжение до более безопасного уровня. После отвода переходного процесса SPD автоматически возвращается в состояние высокого импеданса.