Как да изберем правилната DC защита за фотоволтаична система
Въведение
Фотоволтаичната система работи с постоянен ток (DC) през цялата част от инсталацията между соларните панели и инвертора. За разлика от променливия ток, постояннотоковата дъга може да бъде по-трудна за прекъсване, поради което изборът на подходяща DC защита е особено важен.
Правилно подбраните предпазители, прекъсвачи, разединители и защити от пренапрежение имат за цел да ограничат риска от повреда на кабели, панели, инвертори и други компоненти при възникване на претоварване, късо съединение или пренапрежение.
При проектирането на PV система трябва да се вземат предвид както характеристиките на соларните модули, така и максималното напрежение и ток на конкретния стринг.
Каква е ролята на DC предпазителя?
DC предпазителят е предназначен да прекъсне веригата при ток, който може да доведе до опасно нагряване или повреда на компонентите.
При фотоволтаичните системи се използват специално предназначени PV предпазители, а не произволни предпазители за постоянен ток. IEC 60269-6 определя допълнителните изисквания за предпазители, предназначени за защита на фотоволтаични системи. Стандартът обхваща приложения до 1500 V DC.
Това е важно, защото DC веригите имат специфични характеристики и защитният апарат трябва да бъде подходящ за съответното постояннотоково напрежение.
1. Проверете максималното напрежение на системата
Първата стъпка е да се определи максималното DC напрежение, което може да се появи в стринга.
При това трябва да се вземе предвид не само номиналното напрежение на панелите, но и Voc (напрежението при отворена верига) и температурният коефициент на модула.
При ниски температури напрежението на соларните панели се увеличава. Затова изчислението трябва да бъде направено така, че максималното напрежение на стринга да не надвишава допустимото напрежение на инвертора и използваните защитни устройства.
2. Проверете тока на соларния стринг
Следващият важен параметър е токът.
В техническите характеристики на панела обикновено ще видите:
- Isc – ток на късо съединение;
- Imp – ток при максимална мощност;
- Voc – напрежение при отворена верига;
- Vmp – напрежение при максимална мощност;
- Maximum Series Fuse Rating – максимално допустим номинал на серийния предпазител.
Последният параметър е особено важен при избора на предпазител.
Не трябва просто да изберем произволен предпазител например 10 A, 15 A или 20 A. Номиналът трябва да бъде съобразен с конкретния PV модул, конфигурацията на стринга и изискванията на производителя.
3. Кога е необходима защита на отделните стрингове?
При система с няколко паралелно свързани стринга един стринг може да подаде ток към друг стринг при определени повреди.
Затова при проектирането трябва да се разгледа необходимостта от защита на отделните стрингове и да се провери максималният допустим ток на обратна посока, посочен от производителя на панелите.
Тук няма универсално правило от типа „всяка соларна система трябва да бъде с 15 A предпазител“. Необходимата защита зависи от конкретните панели, броя паралелни стрингове и електрическата конфигурация.
4. DC разединител
Освен предпазителите, при PV системите обикновено се използва и DC разединител, който позволява безопасно отделяне на соларната част от инвертора при обслужване или аварийна ситуация.
Разединителят трябва да бъде предназначен за DC приложение и да има подходящо номинално напрежение и ток.
Особено важно е да се провери дали устройството е подходящо за реалното напрежение на конкретния PV стринг.
5. Защита от пренапрежение – SPD
DC защитата не се изчерпва само с предпазители.
При фотоволтаичните системи трябва да се разгледа и необходимостта от SPD – защита от пренапрежение.
IEC 61643-32 разглежда принципите за избор, монтаж и координация на SPD устройства, свързани към DC страната на фотоволтаични инсталации до 1500 V DC.
SPD защита може да бъде особено важна при системи с дълги кабелни трасета и при инсталации, изложени на атмосферни пренапрежения.
6. Какво трябва да проверим преди избор на DC защита?
Преди да изберем конкретен продукт, е добре да имаме следната информация:
За соларния панел:
- Voc
- Isc
- Vmp
- Imp
- максимален серийно допустим предпазител
За стринга:
- брой панели;
- максимално напрежение;
- максимален ток;
- брой паралелни стрингове.
За инвертора:
- максимално DC напрежение;
- максимален входен ток;
- максимален ток на MPPT;
- брой MPPT входове.
За защитните устройства:
- номинално DC напрежение;
- номинален ток;
- подходящ стандарт/тип за PV приложение;
- прекъсваща способност;
- съвместимост с конкретната система.
Най-честата грешка
Една от най-честите грешки е да се избира DC предпазител само според тока на панела.
Например, ако панелът има ток около 13 A, това не означава автоматично, че правилният предпазител е 15 A.
Трябва да се разгледат всички параметри на модула и системата, включително максималният допустим серийен предпазител, броят на паралелните стрингове и възможният обратен ток.
Затова правилният подход е първо да се направят изчисленията, а след това да се избере защитното устройство.
Заключение
Правилната DC защита е съществена част от всяка фотоволтаична система. Добре подбраните защитни устройства помагат да бъдат защитени кабелите, соларните модули, инверторът и останалите компоненти на системата.
При избора не трябва да се гледа само един параметър. Необходимо е да се съобразят напрежението, токът, конфигурацията на стринговете, характеристиките на панелите, изискванията на инвертора и приложимите стандарти.
За конкретна система винаги трябва да се използват актуалните технически данни на производителя и проектните изчисления. IEC 60269-6 е специално предназначен за изискванията към предпазители за защита на PV системи, докато IEC 61643-32 разглежда избора и приложението на SPD защитата от страната на фотоволтаичната система.
За сайта EARU бих направил още две статии:
2. „AC и DC защита – каква е разликата и защо е важно?“
3. „Как да изберем защита за соларен инвертор?“
Така трите новини ще изглеждат като реален технически блог на фирма за електрически и фотоволтаични компоненти, а не като пълнеж.
За първата статия не поставяй всичко като един огромен блок. В WordPress ще използваме заглавия H2, нормални абзаци и списъци, за да изглежда като истинска статия и да се чете добре.