Ffynhonnell: iaimagazine.org
Mae storm berffaith Lightning ar gyfer dinistrio ar gae'r solar. Mae lleoliad mawr - paneli solar ac yn aml yn agored ac yn ynysig - yn gwneud amddiffyniad ymchwydd yn hanfodol iddo bara ei oes.
Mae mellt yn rhyddhau trydanol yn yr atmosffer. Pan fydd mellt yn taro, mae tanau'n dueddol o ddigwydd oherwydd rhyddhau egni. Mae gan gymylau Nimbus (cymylau glaw) grynodiad o wefr drydanol, ac mae eu cronni yn creu ionization o aer. Mae ionization aer sydd rhwng y ddaear a'r cymylau nimbus yn creu gollyngiad o'r cymylau i'r llawr. Mae cymylau Nimbus yn achosi'r ymchwyddiadau mwyaf oherwydd nhw yw'r hyn sy'n cynhyrchu mellt.
Mae streiciau mellt anuniongyrchol yn ddinistriol. Mae arsylwadau storïol am weithgaredd mellt fel arfer yn ddangosydd gwael o lefel y mellt - gor -foltedd a achosir mewn araeau PV1. Gall streiciau mellt anuniongyrchol niweidio'r cydrannau sensitif o fewn offer PV yn hawdd, sydd yn aml â chost uchel i atgyweirio neu ddisodli'r cydrannau sydd wedi'u difrodi ac sy'n effeithio ar ddibynadwyedd y system PV1. Mae'r gor -foltedd yn dibynnu ar amodau gosod pob system PV a'r gwifrau.
Mae systemau PV yn agored mewn mannau agored mawr, yn nodweddiadol mewn caeau neu ar gopaon adeiladau. Mae gan gymylau glaw gwefredig sy'n cronni dros gaeau agored o'r fath y tueddiad i ryddhau'r gwefr ar ffurf mellt. Pan fydd hyn yn digwydd, mae ymchwydd foltedd yn debygol o ddigwydd. Po fwyaf eang yw'r cae, y mwyaf tebygol yw dinistrio.
Mae'n hawdd niweidio offer electronig i bwynt methiant trychinebus gan ymchwyddiadau. Os bydd ymchwydd yn digwydd pan fydd unrhyw bersonél yn bresennol, bydd yn peryglu eu diogelwch hefyd. Gall streiciau mellt anuniongyrchol fod yn angheuol os yw'r person o fewn 60 troedfedd i bwynt y streic mellt [2]. Pan fydd system PV wedi'i lleoli ar safle diwydiannol, mae'r gweithrediadau busnes a'r offer hefyd yn Jeopardy. Mae gwrthdroyddion yn ddrud, ond ar gyfer cymwysiadau diwydiannol, methiant drutach fyth yw cost amser segur.
Pan fydd mellt yn taro system PV solar, mae'n achosi cerrynt dros dro ysgogedig a foltedd o fewn dolenni gwifren system PV solar. Bydd y ceryntau a'r folteddau dros dro hyn yn ymddangos yn y terfynellau offer ac yn debygol o achosi inswleiddio a methiannau dielectrig o fewn cydrannau trydanol ac electroneg Solar PV fel y paneli PV, yr offer gwrthdröydd, rheolaeth a chyfathrebu2, yn ogystal â dyfeisiau yn y gosodiad adeilad3. Y blwch arae, yr gwrthdröydd, a'r ddyfais MPPT (traciwr pwynt pŵer uchaf) sydd â'r pwyntiau methu uchaf.
Er mwyn atal egni uchel rhag pasio trwy electroneg ac achosi difrod foltedd uchel i'r system PV, rhaid i ymchwyddiadau foltedd fod â llwybr i'r ddaear. I wneud hyn, dylai'r holl arwynebau dargludol gael eu seilio'n uniongyrchol a bydd yr holl wifrau sy'n mynd i mewn ac yn gadael y system (fel ceblau Ethernet a phrif gyflenwad AC) yn cael eu cyplysu i ddaear trwy ddyfais amddiffyn ymchwydd (SPD).
Mae angen SPD ar gyfer pob grŵp o'r tannau yn y blwch arae, y blwch ailgyfuno, yn ogystal â'r datgysylltiad DC.
Dosbarthiadau dyfeisiau amddiffyn ymchwydd
Mae SPDs yn amddiffyn rhag y peryglon a achosir gan ymchwyddiadau.
Mae UL 1449 [4] yn diffinio SPDs Math 1, Math 2 a Math 3:
Math 1:Un porthladd, SPDs wedi'i gysylltu'n barhaol, heblaw am Watt - llociau soced mesurydd awr, a fwriadwyd i'w osod rhwng eilaidd y gwasanaeth ac ochr linell y trawsnewidiad offer gwasanaeth gor -glymu, yn ogystal â'r ochr llwyth, gan gynnwys gorgyffwrdd gorgyffwrdd Watt- Soced Socet Meter Socket Meter Socket Meter A Hourtection dyfais. Gellir cysylltu SPDs Math 1 i'w defnyddio mewn systemau PV rhwng yr arae PV a'r prif ddatgysylltiad gwasanaeth.
Math 2:SPDs wedi'u cysylltu'n barhaol a fwriadwyd i'w gosod ar ochr llwyth yr offer gwasanaeth dyfais or -glyw; gan gynnwys SPDs sydd wedi'u lleoli yn y panel cangen a SPDs cas wedi'u mowldio. Y gwerth IMAX yw'r cerrynt rhyddhau sengl uchaf a gynrychiolir gan donffurf 8/20 µs y gall yr SPD ei gefnogi.
Math 3:Pwynt defnyddio SPDs, wedi'u gosod ar o leiaf hyd dargludydd o 10 metr o'r panel gwasanaeth trydanol i'r pwynt defnyddio, er enghraifft cysylltiad llinyn wedi'i gysylltu, plwg uniongyrchol - i mewn, math cynhwysydd a SPDs wedi'u gosod yn yr offer defnyddio sy'n cael ei amddiffyn. Mae'r pellter (10 metr) yn cynnwys dargludyddion sy'n cael eu darparu neu eu defnyddio i atodi SPDs.
Mae SPDs Math 1 yn amddiffyn rhag streiciau mellt uniongyrchol ac fe'u nodweddir gan don gyfredol 10/350 µs. Defnyddir SPDs Math 1 mewn gwrthdroyddion canolog.
Mae SPDs Math 2 yn amddiffyn rhag streiciau mellt anuniongyrchol, sy'n cael eu nodweddu gan donffurfiau 8/20 µs. Mae tonffurf 8/20 µs yn golygu bod gan y streic amser codi 8 µs a hyd i un - hanner brig o 20 µs. Mae SPDs Math 2 yn atal lledaenu gor -foltedd i mewn i osodiadau ac offer trydanol. Maent hefyd yn amddiffyn rhag effaith electromagnetig mellt sy'n lluosogi ymchwydd o fewn y wifren.
Dylid defnyddio SPD math 2 ar bob MPPT ac o fewn gwrthdroyddion llinyn a blychau arae.
Mae'r blychau lle mae ymchwyddiadau'n digwydd fel arfer yn cael eu difrodi o streiciau sy'n anuniongyrchol. Nid yn unig y math o ddeunydd ac uchder, ond hefyd y siâp sy'n effeithio ar allu gwrthrych i ddenu streiciau mellt. Os oes gan siâp y blwch neu'r deunydd dueddiad i ddenu streiciau mellt, yna dylid defnyddio SPD Math 1 neu wialen mellt.
Uchder, siapiau pigfain, ac unigedd yw'r nodweddion amlycaf sy'n penderfynu lle mae mellt yn taro. Mae'n chwedl bod metel yn denu mellt. Fodd bynnag, mae'n bwysig nodi, waeth ble mae'r fferm PV wedi'i lleoli, neu siâp unrhyw wrthrychau cyfagos, mae SPDs yn hanfodol ar gyfer pob system PV oherwydd eu tueddiad cynhenid i streiciau uniongyrchol ac anuniongyrchol.
Dewis a gosod dyfeisiau amddiffyn ymchwydd ar gyfer systemau PV
Mae gan systemau PV nodweddion unigryw, sydd felly'n gofyn am ddefnyddio SPDs sydd wedi'u cynllunio'n benodol ar gyfer systemau PV.
Mae gan systemau PV folteddau system DC uchel hyd at 1500 folt. Mae eu pwynt pŵer uchaf yn gweithredu ar ychydig ganradd yn unig o dan gerrynt cylched byr y system.
I bennu'r modiwl SPD cywir ar gyfer y system PV a'i osodiad, rhaid i chi wybod:
Dwysedd fflach rownd y mellt;
tymheredd gweithredu'r system;
foltedd y system;
sgôr cerrynt cylched fer y system;
lefel y donffurf sydd i'w hamddiffyn yn erbyn (mellt anuniongyrchol neu uniongyrchol); a
y cerrynt rhyddhau enwol.
Mae'r gofynion SPD ar gyfer gosodiad sy'n cael ei warchod gan system amddiffyn mellt allanol (LPS) yn dibynnu ar ddosbarth a ddewiswyd o'r LPS ac a yw'r pellter gwahanu rhwng y LPS a'r gosodiad PV yn ynysig neu heb fod yn - ynysig [4]. Mae IEC 62305-3 yn manylu ar y gofynion pellter gwahanu ar gyfer LPS allanol.
I gael effaith amddiffynnol, dylai lefel amddiffyn foltedd SPD (UP) fod 20 % yn is na chryfder dielectrig offer terfynol y system.
Mae'n bwysig defnyddio SPD gyda chylched fer yn gwrthsefyll cerrynt sy'n fwy na cherrynt cylched byr y llinyn arae solar y mae'r SPD wedi'i gysylltu ag ef. Rhaid i'r SPD a ddarperir ar yr allbwn DC fod â DC MCOV sy'n hafal neu'n fwy na foltedd system ffotofoltäig uchaf y panel.
Pan fydd mellt yn taro ym mhwynt A (gweler Ffigur 1), mae'r panel PV solar a'r gwrthdröydd yn debygol o gael eu difrodi. Dim ond yr gwrthdröydd fydd yn cael ei ddifrodi os bydd y mellt yn taro ym mhwynt B. Fodd bynnag, yr gwrthdröydd yn nodweddiadol yw'r gydran ddrutaf o fewn system PV, a dyna pam ei bod yn hanfodol dewis a gosod y SPD cywir yn iawn ar y llinellau AC a DC. Po agosaf yw'r streic at yr gwrthdröydd, y mwyaf o ddifrod fydd y gwrthdröydd.
Ffigur 1.Lleoliad Streic Mellt.
SPDs ar gyfer ochr DC systemau ffotofoltäig
Mae gan ffynonellau PV nodweddion cerrynt a foltedd gwahanol iawn na ffynonellau DC traddodiadol: mae ganddynt nodwedd linellol nad ydynt yn - ac maent yn achosi dyfalbarhad term hir - arcs tanio. Felly, mae ffynonellau cyfredol PV nid yn unig yn gofyn am switshis PV mwy a ffiwsiau PV, ond hefyd yn ddatgysylltydd ar gyfer y ddyfais amddiffynnol ymchwydd sydd wedi'i haddasu i'r natur unigryw hon ac sy'n gallu ymdopi â cheryntau PV.
Rhaid i SPDs sydd wedi'u gosod ar yr ochr DC bob amser gael eu cynllunio'n benodol ar gyfer cymwysiadau DC. Mae defnyddio SPD ar yr ochr AC neu DC anghywir yn beryglus o dan amodau bai.
Pan ddefnyddir SPDs ar yr ochr DC, rhaid eu defnyddio hefyd ar yr ochr AC oherwydd y gwahaniaethau posibl.
SPDs ar gyfer yr ochr AC
Mae amddiffyniad ymchwydd yr un mor bwysig ar gyfer yr ochr AC ag y mae ar gyfer yr ochr DC. Sicrhewch fod yr SPD wedi'i gynllunio'n benodol ar gyfer yr ochr AC.
Ar gyfer yr amddiffyniad gorau posibl, dylid maint yr SPD yn benodol ar gyfer y system. Bydd y dewis cywir yn gwarantu'r amddiffyniad gorau gyda'r hyd oes hiraf.
Ar yr ochr AC, gellir cysylltu gwrthdroyddion lluosog â'r un SPD os ydynt yn rhannu'r un cysylltiad grid.
Gosodiadau
Dylai SPDs bob amser gael eu gosod i fyny'r afon o'r dyfeisiau maen nhw'n mynd i'w hamddiffyn. Dywed NFPA 780 12.4.2.1 y dylid darparu amddiffyniad ymchwydd ar allbwn DC y panel solar o bositif i'r ddaear a'r negyddol i'r ddaear, yn y blwch cyfuno ac ailgyfuno ar gyfer paneli solar lluosog, ac ar allbwn AC yr gwrthdröydd.
Mae gosod SPD yn iawn yn dibynnu ar dri gwerth, sef:
Uchafswm y foltedd gweithredu parhaus: y foltedd y bydd yr SPD yn ei actifadu.
Lefel amddiffyn foltedd: Rhaid i gategori gor -foltedd yr offer fod yn uwch na lefel amddiffyn foltedd yr SPD.
Cerrynt rhyddhau enwol: Gwerth brig tonffurf (8/20 µs ar gyfer SPDs Math 2) y mae'r SPD yn gallu ei wrthsefyll ar ôl ymchwyddiadau ailadroddus.
Ngheblau
Mae'r ceblau mewn systemau PV yn aml yn cael eu hymestyn ar draws pellteroedd hir fel y gallant gyrraedd y pwynt cysylltu grid. Fodd bynnag, ni argymhellir hyd cebl hir byth, ac mae systemau PV ymhell o fod yn eithriad.
Mae hyn oherwydd bod effaith maes - yn seiliedig ac a gynhaliwyd ymyrraeth drydanol sy'n cael ei achosi gan ollyngiadau mellt yn cynyddu mewn perthynas â hyd cebl cynyddol a dolenni dargludyddion. Pan fydd gor -foltedd dros dro yn digwydd, gall unrhyw ostyngiad foltedd anwythol yn y ceblau cysylltu wanhau effaith amddiffynnol yr SPD. Mae hyn yn llai tebygol o ddigwydd os yw'r ceblau'n cael eu cyfeirio i fod mor fyr â phosib.
Mae foltedd ymchwydd yn cyfrannu'n sylweddol at fethiant cebl, a bydd pob ysgogiad ar gebl yn cyfrannu at ddirywiad cryfder inswleiddio'r cebl.
Os yw ymchwydd yn cael ei chwistrellu i mewn i stand - yn unig system PV (system sydd ymhell o'r grid pŵer), gellir tarfu ar unrhyw weithrediadau offer sy'n cael eu pweru gan drydan solar, fel offer meddygol neu gyflenwad dŵr.
Mae lleoliad a maint yr SPDs i'w gosod ar yr ochr DC yn dibynnu ar hyd y cebl rhwng y paneli solar a'r gwrthdröydd (gweler Tabl 1). Os yw'r hyd yn llai na 10 metr, yna dim ond un SPD sy'n angenrheidiol a dylid gosod yr SPD o fewn yr un cyffiniau â'r gwrthdröydd. Os yw hyd y cebl yn fwy na 10 metr, yna gosodwch un SPD yng nghyffiniau'r gwrthdröydd yn ogystal ag ail SPD yn y blwch sy'n agos at y panel solar.
Ceblau llwybr yn y fath fodd sy'n osgoi dolenni dargludyddion mawr. Rhaid cyfeirio llinellau AC a DC a llinellau data ynghyd â'r dargludyddion bondio equipotential ar hyd y llwybr cyfan i sicrhau nad yw dolenni dargludyddion yn cael eu ffurfio rhag cael eu cyfeirio dros sawl llinyn neu wrth gysylltu'r gwrthdröydd â'r cysylltiad grid.
Tabl 1.Dewis SPD.
Sut i gyfuno SPDs â gwrthdroyddion
Mae ffermydd PV yn cynnwys offer sensitif iawn y mae angen ei amddiffyn yn helaeth. Oherwydd bod ffermydd PV yn creu pŵer cerrynt uniongyrchol (DC), mae gwrthdroyddion (sy'n angenrheidiol i drosi'r pŵer hwn o DC i AC) yn rhan hanfodol i'w cynhyrchiad trydanol. Yn anffodus, mae gwrthdroyddion nid yn unig yn agored iawn i streiciau mellt ond maent yn anhygoel o ddrud.
NFPA 780,Safon ar gyfer gosod systemau amddiffyn mellt.
Gosodwch y SPD rhwng y ffiwsiau a'r gwrthdröydd os oes amddiffynwyr llinyn (fel ffiwsiau, torwyr DC neu ddeuodau llinyn) [gweler Ffigur 2].
Ffigur 2.SPD wedi'i gysylltu'n gywir ac yn anghywir ag gwrthdröydd ag amddiffynwyr llinyn.
I gysylltu SPD pan fydd gwrthdröydd â blwch ffiwsiau integredig, gwnewch yn siŵr bod y ffiwsiau mewnol yn cael eu osgoi a bod y ffiwsiau llinyn allanol wedi'u cysylltu (gweler Ffigur 3). Rhaid gosod y SPDs y tu allan i'r gwrthdröydd ac mewn lloc NEMA - 3 r neu'n uwch os yw'n gymhwysiad awyr agored.
Dylid gosod gwrthdroyddion llinynnol mor agos at y tannau â phosibl. Rhaid i geblau SPD sy'n cysylltu â'r rhwydwaith L+/L -, a rhwng bloc terfynell yr SPD a bar bws daear, fod yn llai na 2.5 metr. Po fyrraf y ceblau cysylltiad, y mwyaf effeithlon a chost - effeithiol fydd yr amddiffyniad.
Ar gyfer gwrthdroyddion sydd â dim ond un traciwr MPP, cyfuno'r llinyn cyn yr gwrthdröydd a'u cysylltu â'r SPD ar bwynt y rhyng -gysylltiad.
Dylid cynllunio cyfuniadau SPD ar gyfer pob mewnbwn pan fydd gan yr gwrthdröydd nifer o olrheinwyr MPP. Rhaid defnyddio SPD ar gyfer pob mewnbwn sy'n cael ei asio â deuod llinyn.
Ffigur 3.SPD wedi'i gysylltu â'r gwrthdröydd â blwch ffiwsiau integredig
Nghasgliad
Mae gweithredu offer ffotofoltäig heb amddiffyniad ymchwydd cywir yn fwy na busnes peryglus - Mae'n ddi -hid.
Er mwyn i systemau solar fod yn ddyfodol byd mwy gwyrdd, rhaid eu gwarchod. Mae mellt yn ddi -rwystr ac felly, mae amddiffyniad yn hanfodol.
Mae bregusrwydd systemau ffotofoltäig i streiciau mellt - yn uniongyrchol ac yn anuniongyrchol - yn golygu bod yn rhaid eu hadeiladu gydag amddiffyniad ymchwydd dibynadwy sydd wedi'i osod yn iawn.