آیا نگرانید که سیستم فتوولتائیک خورشیدی گران‌قیمت شما روزی به راحتی آسیب ببیند؟ با این حال، واقعیت این است که بدون محافظت در برابر نوسانات، حتی کوچکترین افزایش ولتاژ می‌تواند به هر دستگاه الکترونیکی که از آرایه پنل خورشیدی برق می‌کشد، آسیب برساند. علاوه بر این، بدون محافظت در برابر صاعقه، هر سرمایه‌گذاری که در راندمان انرژی انجام می‌دهید بی‌فایده خواهد بود، زیرا صاعقه یکی از عوامل اصلی خرابی پنل‌های خورشیدی است.
انتخاب دستگاه حفاظت از نوسانات (SPD) مناسب، یک تصمیم حیاتی برای اطمینان از طول عمر و قابلیت اطمینان سیستم انرژی خورشیدی شما است.
یک SPD نوسان‌گیر خورشیدی برای محافظت از پنل‌های خورشیدی و تجهیزات مرتبط با آن در برابر نوسانات برق و افزایش ولتاژ گذرا طراحی شده است. این دستگاه ولتاژ اضافی و جریان‌های نوسانی را به زمین هدایت می‌کند و از سیستم شما در برابر آسیب محافظت می‌کند.
چرا سیستم‌های خورشیدی/فتوولتائیک به حفاظت از نوسانات نیاز دارند؟
همانطور که می‌دانید، پنل‌های خورشیدی در فضای باز نصب می‌شوند. این امر آنها را مستقیماً در معرض شرایط سخت مانند باران، باد و گرد و غبار قرار می‌دهد. در میان شرایط آب و هوایی، برخورد صاعقه نیاز به توجه ویژه‌ای دارد، زیرا می‌تواند به شدت بر ایمنی و عملکرد یک سیستم فتوولتائیک تأثیر بگذارد.
سیستم‌های انرژی خورشیدی به دلایل متعددی در برابر آسیب‌های ناشی از نوسانات آسیب‌پذیر هستند:
- محل قرارگیری در معرض: آرایه‌های خورشیدی معمولاً در موقعیت‌های مرتفع و در معرض نصب می‌شوند.
- مسیرهای کابل‌کشی طولانی: کابل‌های برق DC می‌توانند به عنوان آنتن برای نوسانات القایی عمل کنند.
- قطعات الکترونیکی حساس: اینورترها، سیستم‌های نظارتی و تجهیزات کنترلی حاوی اجزای آسیب‌پذیر هستند.
- جذب صاعقه: آرایه‌های پنل خورشیدی می‌توانند مسیرهای جذابی برای برخورد صاعقه باشند.
هنگامی که صاعقه به زمین برخورد می‌کند، انرژی تخلیه می‌شود و بر میدان الکتریکی روی زمین تأثیر می‌گذارد. برای نیروگاه فتوولتائیک خورشیدی، این امر دو خطر ایجاد می‌کند:
- یک ضربه مستقیم که می‌تواند تجهیزات خورشیدی روی پشت بام را از نظر فیزیکی تخریب کند.
- اضافه ولتاژهای گذرا که از طریق کابل‌ها با اتصال مغناطیسی عبور می‌کنند و می‌توانند منجر به آسیب دیدن اجزای حساس مانند بردهای مدار چاپی (PCB) شوند.
سیستم‌های فتوولتائیک محافظت نشده در مناطقی که صاعقه مکرراً برخورد می‌کند، آسیب‌های مکرر و قابل توجهی را متحمل خواهند شد. این امر می‌تواند منجر به هزینه‌های قابل توجه تعمیر و تعویض، از کار افتادن سیستم و از دست رفتن درآمد شود.
محافظت از نوسانات خورشیدی (SPD) برای محدود کردن اضافه ولتاژهای گذرا و منحرف کردن امواج جریان به زمین طراحی شده است. علاوه بر این، دامنه اضافه ولتاژ را به مقداری که برای زیرساخت‌های الکتریکی و کلیدزنی ایمن است، محدود می‌کند.
چه تعداد محافظ نوسان‌گیر خورشیدی برای یک سیستم فتوولتائیک/PV مورد نیاز است؟
تعداد محافظ‌های نوسان‌گیر فتوولتائیک مورد نیاز برای یک سیستم فتوولتائیک یا PV به پیکربندی و اجزای خاص سیستم بستگی دارد. در زیر برخی از دستورالعمل‌های کلی وجود دارد که باید در نظر داشته باشید.
ورودی اصلی سرویس DC SPD:
توصیه می‌شود یک DC SPD نوع 1 در ورودی اصلی منبع تغذیه ساختمانی که سیستم فتوولتائیک در آن نصب شده است، نصب شود. این دستگاه محافظ نوسان‌گیر خورشیدی حفاظت کاملی را برای کل سیستم الکتریکی از جمله پنل‌های خورشیدی و تجهیزات مرتبط ارائه می‌دهد. این دستگاه در برابر اضافه ولتاژ از منابع اصلی و خارجی مانند برخورد صاعقه محافظت می‌کند. DC SPD 1000V ورودی برق اصلی باید به گونه‌ای رتبه‌بندی شود که حداکثر ولتاژ و جریان نوسان مورد انتظار در سیستم را تحمل کند.
Subdistribution DC SPD:
در سیستم‌های فتوولتائیک بزرگ، اغلب جعبه‌های فرعی یا جعبه‌های جمع‌آوری وجود دارد که خروجی الکتریکی چندین رشته خورشیدی را ترکیب می‌کنند. توصیه می‌شود که SPDs DC نوع 2 در این پنل‌های فرعی نصب شوند تا حفاظت از نوسانات محلی را برای مدارهای متصل به این پنل‌ها فراهم کنند. این SPDs DC در برابر اضافه ولتاژهای ناشی از شبکه محافظت می‌کنند و انتشار اضافه ولتاژها را در داخل سیستم محدود می‌کنند.
توجه به این نکته مهم است که الزامات خاص برای SPDs DC در تأسیسات فتوولتائیک ممکن است بسته به عواملی مانند اندازه سیستم، محل نصب، کدهای الکتریکی محلی و استانداردهای صنعت متفاوت باشد. بهتر است با یک نصاب یا برقکار خورشیدی واجد شرایط مشورت کنید که می‌تواند سیستم شما را ارزیابی کرده و توصیه‌های خاصی در مورد تعداد و نوع SPDs DC مورد نیاز برای حفاظت بهینه از نوسانات ارائه دهد.
همچنین، اطمینان حاصل کنید که DC SPD 1000V که انتخاب می‌کنید دارای رتبه‌بندی ولتاژ و جریان نوسان و گواهینامه‌های لازم برای مطابقت با استانداردهای ایمنی محلی است. همچنین توصیه می‌شود که SPDs DC به طور منظم نگهداری و بازرسی شوند تا اطمینان حاصل شود که همچنان در محافظت از سیستم خورشیدی ما مؤثر هستند.
تعداد SPDs نصب شده در یک سیستم فتوولتائیک خورشیدی بسته به فاصله بین پنل و اینورتر متفاوت است. هنگامی که طول کابل بین پنل‌های خورشیدی کمتر از 10 متر است: 1 SPD باید توسط اینورتر، جعبه‌های ترکیبی یا نزدیک‌تر به پنل‌های خورشیدی نصب شود. هنگامی که کابل‌کشی DC بیش از 10 متر است: محافظ‌های نوسان‌گیر بیشتری در هر دو انتهای اینورتر و ماژول‌های خورشیدی کابل‌ها مورد نیاز است.
برای سیستم‌های بزرگتر، حفاظت را در این نقاط کلیدی در نظر بگیرید:
- سطح آرایه: SPDs را در جعبه‌های ترکیبی برای آرایه‌های توزیع شده نصب کنید
- ورودی DC اینورتر: SPDs را بلافاصله قبل از ورودی‌های DC اینورتر نصب کنید
- سطح رشته: برای سیستم‌هایی با رشته‌های متعدد، حفاظت در سطح رشته را در نظر بگیرید
پیکربندی‌های مختلف اتصال به زمین به طرح‌های اتصال SPD خاصی نیاز دارند:
پیکربندی‌های سمت DC:
- زمین شده عملکردی: یک قطب DC به زمین متصل است
- زمین شده با مقاومت بالا: قطب DC از طریق مقاومت به زمین متصل است
- بدون زمین/شناور: هیچ قطبی مستقیماً به زمین متصل نیست
پیکربندی‌های سمت AC:
- سیستم‌های TN-C، TN-S، TN-C-S
- سیستم‌های TT
- سیستم‌های IT
- هر پیکربندی به یک طرح اتصال SPD خاص برای اطمینان از حفاظت مؤثر نیاز دارد. به عنوان مثال، سیستم‌های فتوولتائیک بدون زمین (IT) اغلب به SPDs با “پیکربندی‌های Y” برای حفاظت جامع نیاز دارند.
SPD ولتاژ اضافی را دور می‌زند و تأثیر نوسانات برق و افزایش‌های گذرا را بر سیستم فتوولتائیک شما محدود می‌کند.
تنظیم ولتاژ:
DC SPD به طور مداوم سطح ولتاژ سیستم الکتریکی را نظارت می‌کند. هنگامی که ولتاژ از یک آستانه از پیش تعیین شده فراتر رود، که نشان می‌دهد یک نوسان یا گذرا رخ داده است، DC SPD برای ارائه حفاظت فعال می‌شود.
مشتق کردن اضافه ولتاژ:
SPDs DC یک مسیر امپدانس کم برای منحرف کردن ولتاژ اضافی از دستگاه محافظت شده فراهم می‌کند. مقاومت‌های متغیر اکسید فلزی (MOV) یا لوله‌های تخلیه گاز (GDT) معمولاً به عنوان عنصر محافظ اولیه استفاده می‌شوند. این اجزا در شرایط عملکرد عادی مقاومت بالایی دارند، اما زمانی که ولتاژ از آستانه نامی فراتر رود، رسانا می‌شوند.
جذب و اتلاف انرژی:
در صورت اضافه ولتاژ، DC SPD 1000V بلافاصله ولتاژ اضافی را به زمین هدایت می‌کند و از تجهیزات حساس در سیستم عبور می‌کند. MOVs یا GDTs در SPDs DC انرژی نوسان را با محدود کردن ولتاژ به سطوح ایمن جذب می‌کنند. این امر از رسیدن ولتاژ بیش از حد به پنل‌های خورشیدی، اینورترها و سایر اجزای الکترونیکی متصل جلوگیری می‌کند.
محدودیت‌های ولتاژ:
SPDs DC برای محدود کردن سطوح ولتاژ نوسان به آستانه‌های ایمن طراحی شده‌اند. این محدودیت ولتاژ تضمین می‌کند که اضافه ولتاژها از ظرفیت بار دستگاه تجاوز نمی‌کنند. با حفظ ولتاژ در محدوده ایمن، DC SPD از سیستم در برابر آسیب محافظت می‌کند و به جلوگیری از خرابی تجهیزات کمک می‌کند.
زمان واکنش:
زمان پاسخ DC SPD (معمولاً در نانوثانیه) نشان می‌دهد که DC SPD 1000V با چه سرعتی می‌تواند زمانی که یک شرایط اضافه ولتاژ رخ می‌دهد، بیدار شود. زمان پاسخ سریع برای اتلاف مؤثر نوسان قبل از رسیدن به دستگاه مهم است. برای حفاظت بهینه، به دنبال SPDs DC با زمان پاسخ سریع باشید. سطوح متعدد حفاظت: انواع مختلف SPDs DC را می‌توان در سیستم‌های فتوولتائیک برای ارائه لایه‌های متعدد حفاظت استفاده کرد. یک برقگیر نوع 1 در درب ورودی نصب می‌شود تا از نوسانات خارجی محافظت کند. یک صاعقه نصب شده است. یک DC SPD نوع 2 به زیر توزیع‌کننده متصل است تا از اضافه ولتاژ از شبکه محافظت کند.
SPD چگونه برای محافظت از سیستم فتوولتائیک خورشیدی کار می‌کند؟
به زبان ساده، یک SPD خورشیدی ولتاژ گذرا را کنترل می‌کند و زمانی که یک ولتاژ گذرا در مدار محافظت شده ایجاد می‌شود، جریان را به منبع یا زمین خود هدایت می‌کند.
برای اطمینان از اینکه انرژی ابتدا به زمین می‌رود تا از اضافه ولتاژ جلوگیری شود، مهمترین جزء مقاومت متغیر اکسید فلزی (MOV) است. که تحت شرایط مختلف بین حالت امپدانس بالا و پایین تغییر می‌کند.
دستگاه حفاظت از نوسانات خورشیدی در حالت امپدانس بالا قرار دارد و هیچ تأثیری بر سیستم فتوولتائیک خورشیدی در ولتاژهای عملیاتی معمولی ندارد. هنگامی که یک ولتاژ گذرا در مدار رخ می‌دهد، SPD به حالت رسانایی (یا امپدانس کم) منتقل می‌شود و جریان نوسان را به منبع یا زمین خود منحرف می‌کند. این امر ولتاژ را به یک سطح ایمن‌تر محدود یا محکم می‌کند. پس از انحراف گذرا، SPD به طور خودکار به حالت امپدانس بالای خود بازنشانی می‌شود.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!