Что такое SPD в Солнечной системе?

Популярность систем солнечной энергии

В настоящее время солнечные панели становятся все более популярными в качестве альтернативного или даже основного источника энергии для дома. За последние несколько лет различные исследования сосредоточены на том, как повысить эффективность, надежность и даже доступность фотоэлектрических (PV) солнечных панелей во все сезоны или даже ночью. Кроме того, поскольку установка фотоэлектрической солнечной системы осуществляется на открытом воздухе, она также должна выдерживать суровые погодные условия, вмешательство животных, а также электрические события, такие как скачки напряжения и молнии.

Солнечная энергия становится предпочтительным вариантом для людей во всем мире, чтобы удовлетворить свои потребности в энергии.

Понимание УЗИ постоянного тока для солнечной энергии

Устройство защиты от перенапряжений постоянного тока предотвращает скачки напряжения в солнечных фотоэлектрических системах. Однако, если быть более точным, УЗИ постоянного тока содержит металлооксидный варистор. Таким образом, когда в цепи возникает скачок напряжения, металлооксидный варистор поглощает избыточное напряжение и пропускает через себя ток. Поскольку металлооксидный варистор имеет высокое сопротивление, цепь не повреждается потоком тока. Вместо этого она возвращается к нормальному функционированию, когда скачок напряжения прошел. Кроме того, процесс выполняется всего за наносекунды, поэтому нет риска скачка напряжения в системе.

Зачем солнечным системам нужны устройства защиты от перенапряжений постоянного тока (SPD)?

Скачок напряжения может произойти по нескольким причинам, таким как молния или внутренние изменения в использовании напряжения. Таким образом, поскольку солнечные фотоэлектрические системы подвержены повреждениям, скачки напряжения разрушают компоненты фотоэлектрической (PV) системы солнечной энергии. Этот скачок напряжения также создает прожженные отверстия в фотоэлектрических панелях и ухудшает работу инверторов. Таким образом, устройство защиты от перенапряжений постоянного тока может предотвратить переполнение тока в цепи и спасти эти компоненты от повреждения.

Когда происходит скачок напряжения, это мешает системе работать на оптимальном уровне. Иногда это также сильно разрушает компоненты фотоэлектрической системы. Поэтому, когда вы устанавливаете защиту от перенапряжений для солнечной системы, это помогает системе работать плавно без внезапных скачков напряжения. Как следствие, система обеспечивает лучшую и более стабильную производительность.

Внезапные скачки напряжения со временем приводят к деградации компонентов фотоэлектрической системы. Это постепенно снижает срок службы системы солнечной энергии. Таким образом, устройство защиты от перенапряжений обеспечит благополучие этих компонентов. Кроме того, это устройство увеличит срок службы системы солнечной энергии на более длительный период.

Когда молния попадает в фотоэлектрическую систему солнечной энергии, она может серьезно повредить инверторы, контроллеры или панели. Ремонт этих повреждений часто может заставить вас заплатить больше, чем инвестиции в долгосрочной перспективе. Иногда вам может потребоваться заменить эти компоненты, что довольно дорого. Таким образом, УЗИ постоянного тока гарантирует, что вы не потратите лишние деньги, и поможет вам сэкономить больше в долгосрочной перспективе. Поэтому инвестиции в УЗИ постоянного тока действительно стоят того.

Даже малейший скачок напряжения может повредить каждое электронное устройство, потребляющее энергию от массива солнечных панелей, если у него нет защиты от перенапряжений. Это помимо того факта, что любые инвестиции в энергосбережение, которые вы делаете, будут бесполезны без защиты от молний, поскольку молния является одной из основных причин неисправности солнечных панелей.

Что происходит, когда молния попадает в солнечную фотоэлектрическую систему?

Молния представляет значительные риски полного или частичного разрушения солнечных электростанций либо немедленно от прямого удара, либо в результате дегенеративных повреждений от непрямого удара.

Перенапряжения могут по-разному влиять на установку системы солнечных панелей:

- От прямых ударов в систему внешней молниезащиты сооружения, рядом с ним и даже в саму фотоэлектрическую установку
- От токов, вызванных молнией, распределенных в электрической сети
- От перенапряжений, передаваемых из электрической сети атмосферного происхождения (молния) и/или из-за операций
- От изменений электрического поля из-за молнии
- От сети, если молния попадает в провода среднего или низкого напряжения
- От земли, если молния попадает рядом с инвертором PV
- Со стороны постоянного тока, если молния попадает в фотоэлектрические модули

Когда молния попадает в массив солнечных панелей, она вызывает индуцированный переходный ток внутри петель проводов системы, что приводит к выходу из строя изоляции, панелей, инвертора и коммуникационного оборудования. Другие компоненты системы солнечной энергии, такие как распределительная коробка и MPPT (устройство отслеживания точки максимальной мощности), имеют наибольшую вероятность выхода из строя.

Некоторые солнечные фотоэлектрические системы могут выдержать физическое или повреждение цепи своих панелей; однако их элементы управления цепью и устройства хранения энергии станут мгновенно непригодными после удара молнии.

Как перенапряжение нарушает работу системы солнечных панелей?

Повреждение солнечных элементов:

Перегрузка по напряжению в цепи оказывает давление на солнечные элементы. В результате они начинают перегреваться. В конечном итоге это приводит к выгоранию материалов или повреждению ячейки. Иногда это может привести к непоправимому повреждению солнечного элемента. Как следствие, вам может потребоваться полностью заменить солнечную электростанцию.

Создание пожарной опасности:

Когда напряжение перегружено, материалы начинают перегреваться. Иногда чрезмерный перегрев может привести к взрыву материалов. В результате это создаст огромную пожарную опасность на солнечных электростанциях. Кроме того, поскольку эти электростанции взаимосвязаны друг с другом, это может разрушить всю систему установки солнечных панелей. Это может подвергнуть опасности жизни людей.

Прерывание электроснабжения:

Перегрузка по напряжению мешает цепи обеспечивать стабильную работу. Эти регулярные скачки постепенно делают солнечную электростанцию неспособной работать плавно. В результате потребители получают сниженную производительность системы. Поэтому, если не принять надлежащие меры в нужное время, вся система может быть повреждена.

Как защитить солнечную систему с помощью УЗИ постоянного тока?

Устройство защиты от перенапряжений постоянного тока для солнечной энергии защищает управление цепью и устройства хранения энергии, ограничивая скачок напряжения и отправляя его на землю. Удар молнии в массив солнечных панелей вызывает индуцированные переходные токи в петлях кабелей системы, повреждая изоляторы, панели, инверторы и коммуникационное оборудование. Другие электронные компоненты в фотоэлектрической системе, такие как распределительная коробка и MPPT (устройство отслеживания точки максимальной мощности), с наибольшей вероятностью выйдут из строя. Устройство защиты от перенапряжений постоянного тока обеспечивает защиту от перенапряжений, ограничивая амплитуду перенапряжения и отводя волну тока на землю. Этот разрядник постоянного тока должен быть установлен не только в компоненте постоянного тока, но и в компоненте переменного тока. Общее количество УЗИ постоянного тока для солнечной фотоэлектрической системы зависит от расстояния между модулями и инвертором, а также от количества инверторов и линий постоянного тока.

Как выбрать правильное УЗИ постоянного тока для солнечной энергии?

Плотность вспышек:

Плотность вспышек молнии — это количество ударов молнии в землю на квадратный километр. Она измеряется на основе года. Эта плотность вспышек помогает вам узнать, сколько молний происходит в определенной области. Таким образом, вы можете выбрать УЗИ постоянного тока в зависимости от того, сколько вспышек оно может выдержать в среднем.

Например, вы можете выбрать УЗИ постоянного тока типа 1, если молния слишком часто возникает в определенной области, поскольку это устройство специально разработано для защиты компонентов от ударов молнии.

Рабочая температура системы:

Рабочая температура системы — это рабочий предел устройства, при котором физический компонент может выйти из строя. Поэтому вы должны знать рабочую температуру системы УЗИ постоянного тока, которое вы выберете. Лучший рабочий диапазон системы обеспечит безопасную работу УЗИ постоянного тока.

Напряжение системы:

Напряжение системы — это максимальное номинальное напряжение, при котором будет работать УЗИ постоянного тока. Это означает, что если ток переполнится больше, чем номинальный ток, то устройство защиты от перенапряжений может ухудшиться. Это также может привести к необратимому повреждению устройства. Поэтому убедитесь, что выбранное вами УЗИ постоянного тока имеет высокий номинал напряжения.

Сколько устройств защиты от перенапряжений вам нужно на солнечной электростанции?

Сеть защиты от перенапряжений должна быть установлена во всей сети распределения электроэнергии постоянного и переменного тока солнечной энергетической системы для защиты критических цепей. Общее количество УЗИ, необходимых в солнечной фотоэлектрической системе, зависит от расстояния между панелями и инвертором.

Мы рекомендуем устанавливать УЗИ на входах постоянного тока и выходах переменного тока инверторов солнечной фотоэлектрической системы, заземляя как положительные, так и отрицательные линии постоянного тока. Комбинированные цепи, цепи управления, системы мониторинга и системы слежения также должны быть защищены для предотвращения электрических помех и потери данных.

- В линиях переменного тока защита от перенапряжений должна быть развернута на каждом проводнике питания к земле.
- Если длина кабеля между солнечными панелями составляет менее 10 метров, 1 УЗИ следует установить у инвертора, распределительных коробок или ближе к солнечным панелям.
- В установках с кабелями постоянного тока длиной более 10 метров потребуется больше устройств защиты от перенапряжений как на инверторе, так и на конце кабелей солнечных модулей.
- В жилой системе солнечной энергии с микроинверторами, имеющей короткие кабели постоянного тока, но более длинные кабели переменного тока, УЗИ следует устанавливать в распределительной коробке для защиты дома от переходных перенапряжений.

Из каких компонентов состоит УЗИ постоянного тока для солнечной энергии?

Различные типы резисторов предотвращают удары перенапряжений на солнечных электростанциях. Таким образом, ваше УЗИ постоянного тока может содержать любой из этих резисторов. Здесь я написал об их внутренней работе и о том, как они предотвращают скачки напряжения. Пожалуйста, ознакомьтесь с этим:

Металлооксидные варисторы:

Металлооксидный варистор — это тип резистора, который помогает электрическим устройствам избежать перенапряжения или скачков напряжения. Этот варистор размещается на входе цепи. Этот резистор гарантирует, что избыточное напряжение от первичной цепи может быть легко перенесено.

Однако его сопротивление меняется в зависимости от напряжения. Это означает, что если напряжение увеличивается, сопротивление уменьшится. В результате поток тока будет выше в цепи УЗИ постоянного тока, что поможет сбалансировать напряжение.

Газоразрядные трубки:

Газоразрядные трубки (GDT) — это трубки для защиты от молний. Когда эта трубка обнаруживает повышение напряжения, она выпускает инертный газ, который образует канал низкого сопротивления из-за ионизации. Далее он передает ток на линию заземления. Таким образом, газоразрядная трубка позволяет избежать скачков напряжения на солнечных электростанциях.

Чувствительные резисторы:

Существуют некоторые чувствительные резисторы, такие как подавители переходных напряжений (TVS). Эти подавители напряжения могут быстро реагировать на переходное напряжение. Сначала, когда диоды TVS обнаруживают напряжение в цепи, они преобразуются в состояние низкого перехода. Затем они передают избыточное напряжение на землю. Иногда избыточное напряжение также может проходить через диоды TVS.

Нужна ли солнечной электростанции система защиты от молний?

Защита от перенапряжений является необходимым компонентом любой электрической установки, но ни в коем случае не заменяет надлежащее решение для защиты от молний.

Если вы хотите защитить свои инвестиции, защита от перенапряжений — это не вариант, это необходимость, но если вы хотите полной защиты и душевного спокойствия, система защиты от молний может стать разницей между успехом и неудачей крупномасштабных установок солнечной энергии.

Система защиты от молний не только защищает солнечную фотоэлектрическую систему, но и обеспечивает надежную защиту всей вашей собственности и активов, безопасно отводя переходные токи на землю.

Упрощенный способ взглянуть на защиту от молний и защиту от перенапряжений — рассматривать защиту от перенапряжений как вторую линию защиты от непрямых ударов молнии.

Напротив, полная система защиты от молний, которая включает в себя воздушные терминалы (громоотводы), токоотводы, устройства защиты от перенапряжений, эквипотенциальное соединение и систему заземления, является первой линией защиты от прямого удара молнии.

Советы по предварительной установке УЗИ постоянного тока для солнечной энергии

- Вы должны убедиться, что установленное вами УЗИ имеет более высокий номинал напряжения, чем ожидаемый номинал напряжения солнечной электростанции.
- Вы должны убедиться, что в корпусе УЗИ постоянного тока достаточно места, чтобы оборудование можно было установить правильно и чтобы оно не вышло из строя из-за нарушения соединений.
- Если вы собираетесь установить более одного УЗИ постоянного тока, убедитесь, что расстояние между этими устройствами защиты от перенапряжений управляемо.

Как установить УЗИ постоянного тока для солнечной энергии?

Шаг 1: Подключите УЗИ постоянного тока к солнечной системе

Во-первых, вам нужно расположить УЗИ постоянного тока в месте, где существует вероятность скачка напряжения. Местоположение может быть на инверторе или солнечных модулях в зависимости от размера кабеля. Как только вы нашли местоположение, отключите электрические соединения фотоэлектрической системы солнечной панели, чтобы снизить риск поражения электрическим током во время работы с ней. Теперь вам нужно взять кабели от модулей фотоэлектрической системы солнечной электростанции и подключить их к клеммам УЗИ постоянного тока. Эти клеммы могут содержать однофазные контакты к трехфазным контактам. Чтобы быть более точным, если это однофазное соединение, вам нужно подключить положительный отмеченный кабель к положительной клемме, а отрицательный отмеченный кабель к отрицательной клемме. Последний кабель с маркировкой PE будет подключен к линии заземления. Теперь убедитесь, что кабели правильно подключены к клеммам, чтобы не было ослабленных соединений.

Шаг 2: Выберите корпус

Во-первых, выберите корпус, в котором вы можете разместить УЗИ постоянного тока. Однако вы также можете настроить корпус для размещения оборудования. Убедитесь, что в корпусе есть вентиляционные отверстия, чтобы тепло могло выходить из коробки.

Шаг 3: Прикрепите УЗИ постоянного тока

Поместите УЗИ постоянного тока в корпус. Убедитесь, что клеммы правильно прикреплены внутри. Кроме того, вы можете расположить эти клеммы назад, чтобы в соединениях не скапливалась пыль.

Шаг 4: Проложите кабели

Теперь вы можете проложить кабели фотоэлектрического модуля к корпусу. Кроме того, вы должны использовать кабельные зажимы, чтобы закрепить край цепи, чтобы он не соприкасался с другими компонентами и не создавал какой-либо потенциальной опасности. Затем вы можете закрыть корпус.

Шаг 5: Протестируйте фотоэлектрическую систему

Теперь вы можете запустить фотоэлектрическую систему и проверить, обеспечивает ли УЗИ постоянного тока адекватную защиту от скачков напряжения и хорошо ли работает солнечная электростанция.

Как обслуживать УЗИ постоянного тока для солнечной энергии?

Регулярная проверка: Вы должны регулярно контролировать УЗИ постоянного тока и проверять наличие ослабленных соединений. Если вы обнаружите какое-либо ослабленное соединение, надежно закрепите его обратно. Кроме того, проверьте наличие скопления пыли на кабелях. Иногда скопление пыли может ухудшить состояние проводов и в конечном итоге повредить их.

Плановая замена: Когда вы проверяете УЗИ постоянного тока, убедитесь, что все компоненты свежие и неповрежденные. Однако, если вы видите какие-либо повреждения кабеля или компонента, немедленно замените его.