Fotovoltaik Sistemler için Aşırı Gerilim Koruması

Fotovoltaik Sistemler için Aşırı Gerilim Koruması

Yenilenebilir enerjiden yararlanmak için fotovoltaik (PV) tesisler, maruz kaldıkları yerler ve geniş yüzey alanlarından dolayı yıldırım deşarjları açısından büyük risk altındadır.
Tek tek parçalara hasar verilmesi ya da tüm kurulumun başarısız olması sonucu olabilir. Yıldırım akımları ve dalgalanma voltajları genellikle invertörlere ve fotovoltaik modüllere zarar verir. Bu hasarlar fotovoltaik tesisin operatörü için daha fazla masraf anlamına gelir. Sadece onarım maliyetleri yüksek değil, aynı zamanda tesisin verimliliği de önemli ölçüde azaldı. Bu nedenle, bir fotovoltaik tesis daima mevcut yıldırım koruma ve topraklama stratejisine entegre edilmelidir. Bu kesintileri önlemek için, kullanılan yıldırım ve dalgalanma koruma stratejileri birbiriyle etkileşime girmelidir. Tesisinizin sorunsuz çalışması ve beklenen verimini sağlaması için ihtiyaç duyduğunuz desteği size sunuyoruz! Bu yüzden fotovoltaik aydınlatma kurulumunuzu ve aşırı gerilim korumasını LSP'den korumalısınız:
  • Binanızı ve PV kurulumunuzu korumak için
  • Sistem kullanılabilirliğini artırmak için
  • Yatırımınızı korumak için

Standartlar ve gereksinimler

Herhangi bir fotovoltaik sistemin tasarımında ve kurulumunda aşırı gerilim korumanın mevcut standartları ve direktifleri her zaman dikkate alınmalıdır. Avrupa standart taslak standardı DIN VDE 0100 bölüm 712 / E DIN IEC 64/1123 / CD (Alçak gerilim sistemlerinin montajı, özel ekipman ve tesisler için gereksinimler; fotovoltaik güç sistemleri) ve PV tesisleri için uluslararası montaj özellikleri - IEC 60364-7- 712 - PV tesisleri için aşırı gerilim korumanın seçimi ve montajını açıklar. Ayrıca, PV jeneratörleri arasında aşırı gerilim koruma cihazları önermektedir. PV kurulumlu binalara yönelik aşırı gerilim koruma 2010 yayınında, Alman Mülkiyet Sigortaları Birliği (VdS) yıldırımdan korunma sınıfı III uyarınca> 10 kW yıldırım ve aşırı gerilim koruması gerektirir. Kurulumunuzun gelecekteki güvenlikli olmasını sağlamak için, bileşenlerimizin tüm gereksinimlere tam olarak uyduğunu söylemeye gerek yoktur. Ayrıca, aşırı gerilim koruma bileşenleri için bir Avrupa standardı hazırlanmaktadır. Bu standart, PV sistemlerinin DC tarafına ne kadar yüksek voltaj koruması uygulanacağını belirleyecektir. Bu standart şu anda prEN 50539-11'dir. UTE C 61-740-51 - Benzer bir standart halihazırda Fransa'da halen yürürlüktedir. LSP'nin ürünleri şu anda her iki standarda da uygunluk açısından test edilmekte ve böylece daha da yüksek bir güvenlik seviyesi sağlayabilmektedir. Sınıf I ve Sınıf II'deki (B ve C tutucu) aşırı gerilim koruma modüllerimiz, voltaj oluşumlarının hızla sınırlandırılmasını ve akımın güvenli bir şekilde boşaltılmasını sağlar. Bu, fotovoltaik tesisinizde pahalı hasarlardan veya tam güç kesintisi potansiyelinden kaçınmanıza izin verir. Aydınlatma koruma sistemleri olan veya olmayan binalar için - her uygulama için doğru ürüne sahibiz! Modülleri istediğiniz gibi teslim edebiliriz - tamamen özelleştirilmiş ve muhafazalara önceden kablolanmış.
[button id="" style="filled" class="" align="center" link="https://maxelendustri.com/iletisim/" linkTarget="_self" bgColor="accent3" hover_color="accent3" font="24" icon="mail-send" icon_placement="left" icon_color=""]Fiyat teklifi almak istermisiniz ? Proje fiyatları ve teknik destek için lütfen tıklayın...[/button]

Fotovoltaik sistemlerde aşırı gerilim koruma cihazlarının (SPD'ler) kullanılması

Fotovoltaik enerji, yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen toplam enerji üretiminin hayati bir bileşenidir. Fotovoltaik sistemlerde aşırı gerilim koruma cihazları (SPD'ler) dağıtırken göz önünde bulundurulması gereken bir dizi özel özellik vardır. Fotovoltaik sistemler, belirli özelliklere sahip bir DC voltaj kaynağına sahiptir. Bu nedenle, sistem konsepti bu spesifik özellikleri dikkate almalı ve SPD'lerin kullanımını buna göre koordine etmelidir. Örneğin, PV sistemleri için SPD spesifikasyonları hem güneş jeneratörünün maksimum yüksüz voltajı için (V OC  STC = standart test şartlarında yüksüz devrenin voltajı) hem de maksimum sistem kullanılabilirliği ve güvenliği sağlanması için tasarlanmalıdır .

Dış yıldırım koruma

Geniş yüzey alanı ve genel olarak maruz kalan kurulum yerlerinden dolayı, fotovoltaik sistemler özellikle yıldırım gibi atmosferik boşalma riskini taşır. Bu noktada, doğrudan yıldırım çarpmalarının ve dolaylı (endüktif ve kapasitif) grevlerin etkilerini birbirinden ayırmaya ihtiyaç vardır. Bir yandan, yıldırımdan korunma gerekliliği ilgili standartların normatif özelliklerine ve bir yandan da yıldırımdan korunma gerekliliği ilgili standartların normatif özelliklerine dayanmaktadır. Öte yandan, uygulamanın kendisine, başka bir deyişle bir bina mı yoksa saha kurulumu mu olduğuna bağlı olarak değişir. Bina kurulumları ile şimşek koruma sistemi olmadan kamuya açık bir binanın çatısına bir PV jeneratör montajı - mevcut yıldırım koruma sistemiyle - ahır çatısına montaj arasında bir fark vardır. Saha kurulumları ayrıca geniş alan modülü dizileri nedeniyle büyük potansiyel hedefler sunar; Bu durumda, doğrudan ışıklandırma etkilerini önlemek için bu tür bir sistem için harici bir yıldırımdan korunma çözümü önerilir. Normatif referanslar IEC 62305-3 (VDE 0185-305-3), Ek 2'de (yıldırım koruma seviyesine veya LPL III risk seviyesine göre yorumlama) [2] ve Ek 5'te (PV güç sistemleri için yıldırım ve dalgalanma koruması) bulunabilir. ve 2010 VdS Direktifinde [3], (PV sistemleri> 10 kW ise, yıldırımdan korunma gereklidir). Ayrıca, aşırı gerilim koruma önlemleri gerekir. Örneğin, PV jeneratörünü korumak için hava sonlandırma sistemlerinin ayrılması tercih edilmelidir. Bununla birlikte, PV jeneratörüne doğrudan bir bağlantıdan kaçınmak mümkün değilse, başka bir deyişle, güvenli ayırma mesafesi korunamaz, o zaman kısmi yıldırım akımlarının etkileri dikkate alınmalıdır. Temel olarak, indüklenmiş aşırı gerilimleri mümkün olduğu kadar düşük tutmak için ana jeneratör hatları için ekranlı kablolar kullanılmalıdır. Ek olarak, eğer kesit yeterliyse (min. 16 mm² Cu), kablolama, kısmi yıldırım akımlarını iletmek için kullanılabilir. Aynısı kapalı metal yuvaların kullanılması için de geçerlidir. Topraklama kabloların her iki ucuna ve metal yuvalara bağlanmalıdır. Bu, jeneratörün ana hatlarının LPZ1 (Yıldırımdan Korunma Bölgesi) altına düşmesini sağlar; Bu, bir SPD tip 2'nin yeterli olduğu anlamına gelir. Aksi takdirde, bir SPD tip 1 gerekli olacaktır.

Dalgalanma koruma cihazlarının kullanımı ve doğru özellikleri

Genel olarak, AC tarafındaki alçak gerilim sistemlerinde SPD'lerin yayılmasını ve özelliklerini standart bir prosedür olarak düşünmek mümkündür; Bununla birlikte, PV DC jeneratörleri için dağıtım ve doğru tasarım spesifikasyonu hala bir zorluk olmaya devam etmektedir. Bunun nedeni, ilk olarak bir güneş jeneratörünün kendine özgü özelliklere sahip olması ve ikincisi, SPD'lerin DC devresinde konuşlandırılmasıdır. Konvansiyonel SPD'ler, alternatif voltaj için değil doğrudan voltaj sistemleri için geliştirilmiştir. İlgili ürün standartları [4] bu uygulamaları yıllarca kapsamıştır ve bunlar temel olarak DC gerilim uygulamalarına da uygulanabilir. Bununla birlikte, daha önce göreceli olarak düşük PV sistem voltajları gerçekleştirilmiş olmasına rağmen, bugün bunlar zaten yaklaşık. Boştaki PV devresinde 1000 V DC. Görev, uygun voltaj koruma cihazlarıyla sistem voltajlarını bu sırayla kontrol etmektir. SPD'lerin bir PV sisteminde konumlandırılmasının teknik olarak uygun ve pratik olduğu konumlar esas olarak sistemin tipine, sistem konseptine ve fiziksel yüzey alanına bağlıdır. Şekil 2 ve 3, temel farkları göstermektedir: İlk olarak, dış yıldırıma karşı korumalı bir bina ve çatıya monte edilmiş bir PV sistemi (bina montajı); ikincisi, aynı zamanda harici bir yıldırımdan korunma sistemi ile donatılmış geniş bir güneş enerjisi sistemi (saha kurulumu). İlk etapta - daha kısa kablo uzunlukları nedeniyle - koruma sadece inverterin DC girişinde uygulanır; ikinci durumda SPD'ler güneş jeneratörünün terminal kutusuna (güneş modüllerini korumak için) ve inverterin DC girişine (inverteri korumak için) monte edilir. PV jeneratörü ile inverter arasında gerekli olan kablo uzunluğu 10 metreyi aştığı sürece, SPD'ler PV jeneratörüne yakın ve aynı zamanda sürücüye yakın olarak kurulmalıdır (Şekil 2). AC çıkışını korumak için invertör çıkışı ve şebeke beslemesi anlamına gelen standart çözüm, invertör çıkışına takılı tip 2 SPD'ler kullanılarak ve - şebeke beslemesinde harici yıldırım korumalı bir bina tesisatı durumunda gerçekleştirilmelidir. nokta - bir SPD tip 1 parafudr ile donatılmıştır. PV jeneratörü ile inverter arasında gerekli olan kablo uzunluğu 10 metreyi aştığı sürece, SPD'ler PV jeneratörüne yakın ve aynı zamanda sürücüye yakın olarak kurulmalıdır (Şekil 2). AC çıkışını korumak için invertör çıkışı ve şebeke beslemesi anlamına gelen standart çözüm, invertör çıkışına takılı tip 2 SPD'ler kullanılarak ve - şebeke beslemesinde harici yıldırım korumalı bir bina tesisatı durumunda gerçekleştirilmelidir. nokta - bir SPD tip 1 parafudr ile donatılmıştır. PV jeneratörü ile inverter arasında gerekli olan kablo uzunluğu 10 metreyi aştığı sürece, SPD'ler PV jeneratörüne yakın ve aynı zamanda sürücüye yakın olarak kurulmalıdır (Şekil 2). AC çıkışını korumak için invertör çıkışı ve şebeke beslemesi anlamına gelen standart çözüm, invertör çıkışına takılı tip 2 SPD'ler kullanılarak ve - şebeke beslemesinde harici yıldırım korumalı bir bina tesisatı durumunda gerçekleştirilmelidir. nokta - bir SPD tip 1 parafudr ile donatılmıştır.

DC solar jeneratör tarafında özel özellikler

Şimdiye kadar, DC tarafındaki koruma konseptleri her zaman normal AC şebeke voltajları için SPD'leri kullandı; bu sayede sırasıyla L + ve L- koruma için toprağa bağlandı. Bu, SPD'lerin maksimum güneş jeneratörü yüksüz geriliminin en az yüzde 50'si için derecelendirildiği anlamına geliyordu. Bununla birlikte, birkaç yıl sonra, PV jeneratöründe izolasyon hataları meydana gelebilir. PV sistemindeki bu hatanın bir sonucu olarak, tam PV jeneratör voltajı SPD'deki hatalı olmayan direğe uygulanır ve aşırı yüklenme olayıyla sonuçlanır. Sürekli bir voltajdan metal oksit varistörlerine dayanan SPD'ler üzerindeki yük çok yüksekse, bu potansiyel olarak bunların tahrip olmasına neden olabilir veya bağlantı kesme cihazını tetikleyebilir. Özellikle yüksek sistem gerilimli PV sistemlerinde, bağlantı kesme cihazı tetiklendiğinde sönmeyen anahtarlama yayı nedeniyle oluşabilecek yangın ihtimalini tamamen dışlamak mümkün değildir. Akış akışında kullanılan aşırı yük koruma elemanları (sigortalar) bu olasılığa çözüm değildir, çünkü PV jeneratörünün kısa devre akımı, nominal akımdan sadece biraz daha yüksektir. Günümüzde PV sistemlerinde yakl. Güç kaybını mümkün olduğunca düşük tutmak için 1000 V DC giderek daha fazla kurulmaktadır.
Şekil 4 - Üç varistörlü Y-şekilli koruyucu devre
SPD'lerin bu kadar yüksek sistem voltajlarına hakim olabilmelerini sağlamak için üç varistörden oluşan yıldız bağlantısının güvenilir olduğu kanıtlanmıştır ve yarı standart olarak kurulmuştur (Şekil 4). Bir yalıtım hatası meydana gelirse, serideki iki varistör hala kalır, bu da SPD'nin aşırı yüklenmesini etkili bir şekilde önler. Özetlemek gerekirse: kesinlikle sıfır kaçak akımı olan koruyucu devre mevcuttur ve bağlantı kesme mekanizmasının yanlışlıkla etkinleştirilmesi önlenmiştir. Yukarıda açıklanan senaryoda, yangının yayılması da etkili bir şekilde önlenir. Aynı zamanda, bir yalıtım izleme cihazının etkisinden de kaçınılır. Bu nedenle, eğer bir izolasyon arızası meydana gelirse, seride hala daima iki varistör vardır. Bu şekilde, toprak arızalarının her zaman önlenmesi gerekliliği karşılanmaktadır. LSP'nin SPD tip 2 tutucu SLP40-PV1000 / 3, U CPV  = 1000Vdc iyi test edilmiş, pratik bir çözüm sunar ve mevcut tüm standartlara uygunluk açısından test edilmiştir (UTE C 61-740-51 ve prEN 50539-11) (Şekil 4) . Bu şekilde, DC devrelerinde kullanılabilecek en yüksek güvenlik derecesini sunuyoruz.

Pratik uygulamalar

Daha önce de belirtildiği gibi, pratik çözümlerde bina ve saha kurulumları arasında bir fark vardır. Harici bir yıldırımdan korunma çözeltisi monte edilirse, PV jeneratörü tercihen bu sisteme izole edilmiş bir tutucu cihaz sistemi olarak entegre edilmelidir. IEC 62305-3, hava sonlandırma mesafesinin korunması gerektiğini belirtir. Korunmaması durumunda, kısmi yıldırım akımlarının etkileri dikkate alınmalıdır. Bu noktada, IEC 62305-3 yıldırımdan korunma standardı Ek 2'de Bölüm 17.3'te belirtilmiştir: 'indüklenmiş aşırı gerilimleri azaltmak için korumalı kablolar, jeneratörün ana hatları için kullanılmalıdır'. Kesit yeterliyse (en az 16 mm² Cu) kablo koruyucu kısmi yıldırım akımlarını iletmek için de kullanılabilir. Ek (Şekil 5) - Fotovoltaik sistemler için yıldırıma karşı koruma - ABB ((Alman) Elektrik, Elektronik ve Bilgi Teknolojileri Birliği Derneği'nin Yıldırımdan Korunma ve Yıldırım Araştırmaları Komitesi) tarafından verilenler, üreticiler için ana hatların korumalı olması gerektiğini belirtmektedir. . Bu, her iki tarafta aşırı gerilim gerilim tutucularının (SPD tip 2) gerekli olmasına rağmen, yıldırım akımı tutucularının (SPD tip 1) gerekli olmadığı anlamına gelir. Şekil 5'in gösterdiği gibi, korumalı ana jeneratör hattı pratik bir çözüm sunar ve süreçte LPZ 1 statüsünü elde eder. Bu şekilde, SPD tip 2 parafudrlar standartların özelliklerine uygun olarak dağıtılır. Elektronik ve Bilişim Teknolojileri), jeneratörlerin ana hatlarının korumalı olması gerektiğini belirtir. Bu, her iki tarafta aşırı gerilim gerilim tutucularının (SPD tip 2) gerekli olmasına rağmen, yıldırım akımı tutucularının (SPD tip 1) gerekli olmadığı anlamına gelir. Şekil 5'in gösterdiği gibi, korumalı ana jeneratör hattı pratik bir çözüm sunar ve süreçte LPZ 1 statüsünü elde eder. Bu şekilde, SPD tip 2 parafudrlar standartların özelliklerine uygun olarak dağıtılır. Elektronik ve Bilişim Teknolojileri), jeneratörlerin ana hatlarının korumalı olması gerektiğini belirtir. Bu, her iki tarafta aşırı gerilim gerilim tutucularının (SPD tip 2) gerekli olmasına rağmen, yıldırım akımı tutucularının (SPD tip 1) gerekli olmadığı anlamına gelir. Şekil 5'in gösterdiği gibi, korumalı ana jeneratör hattı pratik bir çözüm sunar ve süreçte LPZ 1 statüsünü elde eder. Bu şekilde, SPD tip 2 parafudrlar standartların özelliklerine uygun olarak dağıtılır.

Hazır çözümler

Yerinde kurulumun mümkün olduğunca basit olmasını sağlamak için LSP, inverterlerin DC ve AC taraflarını korumak için kullanıma hazır çözümler sunar. Tak ve çalıştır PV kutuları kurulum süresini azaltır. LSP ayrıca isteğiniz üzerine müşteriye özel montajlar gerçekleştirir. Daha fazla bilgi www.lsp-international.com adresinde bulunabilir.

Not:

Ülkeye özgü standartlar ve yönergelere uyulmalıdır

[1] DIN VDE 0100 (VDE 0100) bölüm 712: 2006-06, Özel kurulumlar veya yerler için gereklilikler. Güneş fotovoltaik (PV) güç kaynağı sistemleri [2] DIN EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) 2006-10 Yıldırımdan Korunma, Bölüm 3: Tesislerin ve insanların korunması, ek 2, koruma sınıfına veya risk seviyesine göre değerlendirme III LPL, Ek 5, yıldırım ve PV güç sistemleri için aşırı gerilim koruması [3] VdS Direktifi 2010: 2005-07 Risk odaklı yıldırım ve dalgalanma koruması; Zararın önlenmesi için rehber, VdS Schadenverhütung Verlag (yayıncılar) [4] DIN EN 61643-11 (VDE 675-6-11): 2007-08 Düşük voltaj dalgalanma koruyucu cihazları - Bölüm 11: düşük voltajlı güç sistemlerinde kullanılmak üzere aşırı gerilim koruyucu cihazları - gereklilikler ve testler [5] IEC 62305-3 Şimşek çakmasına karşı koruma - Bölüm 3: Yapılara ve hayati tehlikeye fiziksel hasar [6] IEC 62305-4 Şimşek çakmasına karşı koruma - Bölüm 4: Yapılarda elektrik ve elektronik sistemler [7] prEN 50539-11 Düşük voltaj dalgalanma koruyucu cihazları - dc dahil olmak üzere özel uygulamalar için aşırı gerilim koruma cihazları - Bölüm 11: Fotovoltaik uygulamalarda SPD gereksinimleri ve testleri [8] UTE C 61-740-51 DC bölgesinde aşırı gerilim koruması için Fransız ürün standardı

Dalgalanma koruma bileşenlerimizin modüler kullanımı

Binada yıldırımdan korunma sistemi zaten mevcutsa, bu tüm sistemin en yüksek noktasında olmalıdır. Fotovoltaik tesisatın tüm modülleri ve kabloları hava sonlandırmaların altına monte edilmelidir. En az 0,5 m ila 1 m arasındaki mesafeler korunmalıdır (IEC 62305-2'deki risk analizine bağlı olarak). Harici Tip I yıldırımdan korunma (AC tarafı) ayrıca binanın elektrik beslemesine bir Tip I yıldırım önleyici takılmasını gerektirir. Yıldırım koruma sistemi mevcut değilse, Tip II tutucuları (AC tarafı) kullanım için yeterlidir.
Facebook
Twitter
LinkedIn