Strauji attīstoties globālajai jaunajai enerģētikas nozarei, fotoelements (PV) ir kļuvis par plaši izmantotu tīras enerģijas risinājumu uzņēmumiem, industriālajiem parkiem, komerciālām ēkām un privātpersonām. Tomēr, salīdzinot ar tradicionālajām sadales sistēmām, fotoelementu sistēmas bieži tiek uzstādītas uz ēku jumtiem, atklātās vietās vai lielās PV spēkstacijās, pakļaujot tās ilgstošai dabiskās vides iedarbībai, padarot tās neaizsargātākas pret zibens spērieniem un tīkla pārspriegumiem.
Kā pārsprieguma aizsarga (SPD) ražotājs mēs noskaidrojām, ka daudzas PV sistēmas kļūmes rodas nevis no pašiem moduļiem, bet gan no īslaicīgiem pārspriegumiem, kas bojā invertorus, uzraudzības ierīces vai sakaru sistēmas. Tāpēc mūsdienu PV projektu projektēšanā pārsprieguma aizsargi vairs nav obligāti, bet gan svarīga sastāvdaļa, kas nodrošina sistēmas drošu darbību.
Tātad, kāpēc fotoelementu sistēmām ir jābūt pārsprieguma aizsargiem? Šajā rakstā tas tiks analizēts no praktiskā pielietojuma viedokļa.
1. Fotoelektriskās sistēmas ir jutīgākas pret zibens spērieniem
Atšķirībā no parastajām iekštelpu elektroiekārtām, lielākā daļa PV sistēmas iekārtu tiek uzstādītas ārā uz ilgu laiku.
Piemēram:
Fotoelektriskie moduļi
Kombinētāja kaste
Šūpošanas sistēma
Līdzstrāvas kabeļi
Invertors
Parasti tie atrodas lielā teritorijā un netālu no ēkas augstākā punkta.
Kad zibens spēriens, elektromagnētiskā indukcija var radīt spēcīgu pārsprieguma spriegumu, pat ja tas tieši neskar fotoelektrisko sistēmu.
Šis pārejošs pārspriegums ātri izplatās pa ķēdi un nopietni ietekmē sistēmas aprīkojumu.
Tāpēc PV sistēma ir tipisks pielietojuma scenārijs ar augstu zibens risku.
2. Pamatiekārtu, piemēram, invertoru, aizsardzība
Invertori bieži ir viena no vērtīgākajām un kritiskākajām ierīcēm visā PV sistēmā.
Tās galvenā funkcija ir līdzstrāvu (PV bloka radīto līdzstrāvu) pārveidot par maiņstrāvu un pievienot to elektrotīklam.
Tomēr invertors ietver lielu skaitu sarežģītu elektronisku komponentu.
Piemēram:
IGBT moduļi
Vadības ķēde
Sakaru modulis
Uzraudzības sistēma
Šie elektroniskie komponenti ir ļoti jutīgi pret pārspriegumu.
Pēc pārsprieguma ietekmes tas var izraisīt:
Sistēmas izslēgšana
Sakaru pārtraukums
Jaudas zudums
Iekārtas bojājumi
Pārsprieguma aizsargu uzstādīšana var efektīvi samazināt trieciena pārejošos pārspriegumus uz invertora.
3. Novērsiet PV moduļu un kombinatora kārbu bojājumus
Daudzi cilvēki domā, ka zibens spērieni ietekmē tikai invertoru.
Faktiski apdraudēti ir arī PV komponenti un kombinētās kastes. Jo īpaši liela mēroga -virszemes enerģijas projektos:
Liels fotoelektrisko bloku laukums;
Kabeļa garums
Liels zibens spēriena iedarbināšanas risks
Pārspriegumam virzoties pa līdzstrāvas līniju, tas var izraisīt:
Pasliktināta moduļa veiktspēja
kombainu kastes
Sadedzināšanas termināļi
Līdzstrāvas sānu pārsprieguma aizsargi var ātri atbrīvot enerģiju, pirms pārspriegums nonāk ierīcē, samazinot bojājumu risku.
4. Samaziniet sistēmas dīkstāves laiku un elektroenerģijas ražošanas zudumus
Komerciālajiem un rūpnieciskajiem fotoelementu projektiem sistēmas dīkstāve nozīmē tiešus ekonomiskus zaudējumus.
Piemēram:
Samazināti elektroenerģijas ražošanas ieņēmumi
Ražošanas traucējumi
Palielinātas uzturēšanas izmaksas
Ja pārsprieguma dēļ tiek sabojāts kritiskais aprīkojums, remonts un nomaiņa bieži prasa ilgu laiku.
Kad notiek pārsprieguma, SPD reaģē ātri, lai ierobežotu pārspriegumu līdz drošam diapazonam.
Tas palīdz uzlabot sistēmas nepārtrauktību un samazināt neparedzētas dīkstāves risku.
5. Fotoelektriskās sistēmas ir apdraudētas gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas režīmā
Salīdzinot ar parasto energosistēmu, fotoelementu sistēma pēc struktūras ir unikālāka.
Tajā ietilpst:
DC puse
Ietver:
Fotoelektriskie moduļi
Fotoelektriskās stīgas
Kombinētāja kaste
Invertora ieeja
Komunikācijas puse
Ietver:
Invertora izeja
Sadales skapji
Pieslēgta tīkla ģenerēšanas sistēma
Pērkona negaiss var iekļūt sistēmā gan no līdzstrāvas, gan maiņstrāvas puses.
Tāpēc pilnīgam fotoelementu zibensaizsardzības risinājumam parasti ir nepieciešams:
DC SPD
AC SPD
Dubultā aizsardzība.
Tādējādi tiek izveidota visa aizsardzības sistēma.
6. Atbilstība nozares un inženiertehniskajām specifikācijām
Pieaugot saules enerģijas nozares regulējumam, arvien vairāk valstu un reģionu pieprasa projektus aprīkot ar pārsprieguma aizsardzības pasākumiem.
Jo īpaši:
Komerciālie un rūpnieciskie fotoelektriskie projekti
Lielas{0}}uz zemes uzstādītas spēkstacijas
Fotoelektriskās sistēmas sabiedriskās ēkās
Projektēšanas stadijā parasti ir jāņem vērā:
Zibens riska novērtējums
SPD konfigurācijas shēma
Zemējuma sistēmas projektēšana
Standarta prasības ne tikai palīdz uzlabot sistēmas drošību, bet arī uzlabo projekta pieņemšanas līmeni.
7. Novērošanas un sakaru sistēmu aizsardzība
Mūsdienu fotoelektriskās stacijas ne tikai paļaujas uz elektroenerģijas ražošanas iekārtu darbību, bet arī prasa lielu skaitu viedo uzraudzības iekārtu.
Piemēram:
Datu ieguves ierīces
Vides monitoringa sistēmas
Sakaru modulis
Attālās uzraudzības platformas
Šajās ierīcēs parasti tiek izmantota zemsprieguma{0}}elektronika.
Tie ir vairāk pakļauti pārspriegumam nekā elektriskās iekārtas.
Tāpēc aizsardzība pret pārsprieguma ne tikai aizsargā pašu elektroenerģijas ražošanas sistēmu, bet arī aizsargā visa uzraudzības tīkla stabilu darbību.
8. Sistēmas kopējās ieguldījumu atdeves uzlabošana
No projekta investīciju viedokļa pārsprieguma aizsargu izmaksas parasti ir neliela daļa no kopējiem ieguldījumiem fotoelementu sistēmās.
Tomēr to sniegtā vērtība ir milzīga.
Ietver:
Samaziniet aprīkojuma bojājumu risku
Zemākas uzturēšanas izmaksas
Palieliniet sistēmas pieejamību
Iekārtas kalpošanas laika pagarināšana
Elektroenerģijas ražošanas ienākumu stabilitātes uzlabošana
Saprātīga SPD konfigurācija ir rentabls{0}}ieguldījums FE stacijām, kuru projektētais kalpošanas laiks pārsniedz 20 gadus.
Kāpēc arvien vairāk fotoelektrisko projektu akcentē VPD konfigurācijas?
Pieaugot invertora intelekta līmenim un paplašinās fotoelektriskās spēkstacijas mērogs, palielinās arī aprīkojuma vērtība un sistēmas sarežģītība.
Pārsprieguma bojājumu gadījumā tas izraisīs ne tikai vienu iekārtu atteici, bet arī ietekmēs visas iekārtas darbību.
Rezultātā arvien vairāk projektu jau no agrīnākajiem būvniecības posmiem savā kopējā dizainā iekļauj pārsprieguma aizsardzību.
Pārsprieguma taupītāji (SPD) ir kļuvuši tikpat svarīgi mūsdienu fotoelektriskajām sistēmām kā automātiskie slēdži un drošinātāji.
Secinājums:
PV sistēmas darbojas ārpus telpām ilgu laiku un saskaras ar tādiem riskiem kā zibens spēriens, tīkla svārstības un izraisīti pārspriegumi. Pārsprieguma aizsargu uzstādīšana ne tikai aizsargā invertorus, PV komponentus un uzraudzības iekārtas no pārsprieguma bojājumiem, bet arī samazina dīkstāves laiku, samazina uzturēšanas izmaksas un uzlabo elektroenerģijas ražošanas sistēmu ilgtermiņa uzticamību. Pareiza maiņstrāvas sānu pārsprieguma aizsargu konfigurēšana ir kļuvusi par būtisku soli īpašniekiem, kuri vēlas nodrošināt drošu darbību un ieguldījumu atdevi PV projektiem.
FAQ Vai PV sistēmai ir nepieciešami pārsprieguma aizsargi?
Lielākajai daļai PV projektu ir ieteicams uzstādīt īpašas nozīmes izlādes ierīces, īpaši āra sistēmās un vietās ar augstu zibens aktivitāti.
Cik VPD ir nepieciešams PV sistēmai?
Pārsprieguma aizsargi parasti ir jāuzstāda gan līdzstrāvas, gan maiņstrāvas pusēs, lai izveidotu pilnīgu aizsardzības sistēmu.
Vai pārsprieguma aizsargi var novērst tiešus zibens spērienus?
SPD (Sustaining Voltage Detectors) galvenokārt izmanto, lai ierobežotu pārsprieguma spriegumus, ko izraisa zibens spērieni. Tiešai zibens aizsardzībai ir jāizmanto arī zibensnovedēji un zemējuma sistēmas.
Kāpēc fotoelektriskie invertori ir jutīgi pret lieliem viļņiem?
Invertori satur daudzus elektroniskus komponentus, kas ir ļoti jutīgi pret pārejošiem pārspriegumiem un tāpēc tiem nepieciešama centralizēta aizsardzība.
Vai SPD var turpināt aizsargāt aprīkojumu pēc kļūmes?
Nē. Sistēma jānomaina nekavējoties pēc derīguma termiņa beigām vai nepareizas darbības. Pretējā gadījumā sistēma zaudēs savu efektīvo pārsprieguma aizsardzības spēju.