Val á yfirspennuvörnum fyrir sólarorkukerfi - Uppsetning á yfirspennuvörnum

1. Þættir sem hafa áhrif á uppsetningu SPD

Ofspenna í sólarorkukerfum á þökum orsakast aðallega af beinum eldingum (á eða nálægt byggingunni eða sólarorkubúnaði með ljósleiðara), spennu frá breytingum á rafsviði vegna eldinga eða rofum í riðstraums-/jafnstraumsdreifikerfum. Til að meta þörfina fyrir yfirspennuvörn og ákvarða viðeigandi verndarstefnu ætti að nota málspennu (Uw) búnaðarins sem viðmiðun. Nema annað sé tekið fram í áhættumati ætti að setja upp eftirlitsrofa bæði á jafnstraums- og riðstraumshlið sólarorkukerfisins.

Tæki innan sólarorkukerfis sem gætu þurft vernd eru meðal annars:

Inverterar, þar með talið tengi við bæði lágspennu riðstraumskerfi og jafnstraumskerfi, sólarorkuflæðisraðir, innri raflögn sólarorkukerfisins, íhlutir sem eru uppsettir á milli invertersins og sólarorkuflæðisraða, svo sem sameiningarkassar; búnaður sem notaður er til að fylgjast með og stjórna sólarorkukerfinu.

Samkvæmt IEC 61643-12 og viðeigandi köflum GB/T 21714 er val og uppsetning eldingarvarnarbúnaðar (SPD) fyrir sólarorkukerfi háð mörgum þáttum. Þar á meðal er jarðþéttleiki (NG) [1/km²·ár] eða meðalfjöldi þrumuveðursdaga á ári (T), einkenni lágspennuaflskerfisins (t.d. loftlínur eða jarðstrengir) og eðli búnaðarins sem verið er að vernda, hvort ytra eldingarvarnarkerfi (LPS) er sett upp til að vernda sólarorkukerfið gegn beinum eldingum.

Ef ytri LPS er til staðar, þá eru kröfur um SPD háðar verndarstigi (flokki) LPS og hvort krafist er aðskilnaðarfjarlægðar (S) milli LPS og sólarorkukerfisins (einangrað LPS á móti óeinangruðu LPS).

2. Áhrif mismunandi ytri LPS stillinga á eldingarvörn fyrir sólarorkukerfi

Uppsetning á SPD fyrir sólarorkukerfi á þaki skiptist almennt í þrjá flokka, byggt á tilvist og gerð ytri LPS:

(1) Sólarorkukerfi án utanaðkomandi LPS

Eins og sýnt er á skýringarmyndinni (ekki með hér), ef byggingin er ekki búin ytri eldingarvarnarkerfi, ætti að setja upp spennuvarna (SPD) út frá niðurstöðum eldingarhættumats. Mælt er með að setja upp spennuvarnabúnað bæði á riðstraums- og jafnstraumshliðinni til að vernda mikilvæga sólarorkuíhluti.

Fyrir jafnstraumshliðina ætti að setja upp DC-rofa af gerð 2 (merkt DC1) nálægt PV-samrunakassanum eða PV-röðinni (ef enginn samrunakassi er notaður). Þessi spennubreytir verndar bygginguna fyrir utanaðkomandi spennubylgjum sem berast í gegnum PV-snúrurnar og er venjulega settur upp rétt eftir að PV-snúrurnar koma inn í bygginguna. Annar DC-rofa af gerð 2 (merkt DC2) ætti að vera settur upp nálægt jafnstraumsinntaki invertersins. Ef kapallengdin milli DC1 og invertersins er styttri en 10 metrar má sleppa DC1.

Fyrir riðstraumshliðina er mælt með tegund 2 riðstraumsspennubreyti (A1) við riðstraumsinntakið, sem er venjulega staðsettur við aðaldreifitöfluna. Þessi búnaður verndar gegn spennubylgjum frá veitukerfinu. Hvort þörf sé á A1 í kerfi án ytri eldingarvarna fer eftir niðurstöðum mats á eldingarhættu. Til að vernda dýra invertera er venjulega settur upp tegund 2 riðstraumsspennubreyti (A2) nálægt riðstraumsútgangi invertersins. Ef kapallengdin milli AC1 og AC2 er styttri en 10 metrar má sleppa AC2. Vinsamlegast vísið til stillingartöflunnar fyrir nánari leiðbeiningar.

(2) Sólarorkukerfi með ytri LPS sem uppfylla tilskilin fjarlægðarmörk (einangruð LPS)

Eins og sést á skýringarmyndinni, þegar bygging er með ytri eldingarvarnarkerfi (eins og loftlokunarstangir eða -bönd) og sólarorkuverið á þakinu er varið með þessu kerfi með viðeigandi aðskilnaðarfjarlægð, telst sólarorkukerfið vera búið einangruðu eldingarvarnarkerfi (LPS). Jafnvel í þessu tilfelli er samt nauðsynlegt að setja upp eldingarvarnarefni.

Fyrir kerfi með einangruðu ljósleiðarakerfi (LPS) er uppsetningin á spennubreytinum svipuð og í kerfum án ytri eldingarvarna. Setja ætti upp jafnstraumsspennubreyti af gerð 2 nálægt sameiningarkassanum, eða nálægt sólarorkugjafaröðinni ef enginn sameiningarkassi er notaður. Annar jafnstraumsspennubreytir af gerð 2 ætti að vera staðsettur nálægt jafnstraumshlið invertersins og riðstraumsspennubreytir af gerð 2 nálægt riðstraumshlið invertersins. Hins vegar, þar sem sólarorkukerfið tengist inn og út úr byggingunni, er einnig krafist riðstraumsspennubreytis af gerð 1 við aðalriðstraumsdreifitöfluna þar sem rafmagnið kemur inn í bygginguna. Vísað er til stillingartöflunnar fyrir ítarlegar leiðbeiningar um skipulag.

(3) Sólarorkukerfi með ytri LPS sem uppfylla ekki tilskilda fjarlægð (óeinangruð LPS)

Í sólarorkukerfum á þökum þar sem spjöldin eru of nálægt ytra eldingarvarnarkerfinu (LPS) og geta ekki haldið tilskildri öryggisfjarlægð, þarf að tengja alla málmhluta sólarorkukerfisins við LPS til að tryggja rétta spennujöfnun gegn eldingum. Þetta er algeng aðferð sem notuð er við eldingarvarnir á þökum. Í þessari uppsetningu eru bæði AC og DC snúrur meðhöndlaðar eins og samsíða leiðarar í tengikerfinu, sem þýðir að þær geta orðið fyrir beinum áhrifum af eldingarstraumi. Þess vegna mælir IEC með notkun spennuvarna af gerð 1 (SPD) - venjulega ásamt SPD af gerð 2 - á lykilstöðum í kerfinu: þar sem sólarorkukerfin koma inn í bygginguna og bæði á AC og DC hliðum mikilvægra tækja eins og invertersins.

Eins og sýnt er á skýringarmyndinni ætti að setja DC1 upp eins nálægt sameiningarkassanum og mögulegt er, eða nálægt sólarorkugjafaröðinni ef enginn sameiningarkassi er til staðar. DC2 og AC2 ættu að vera staðsettir nálægt inverternum til að veita honum betri vörn. Í flestum tilfellum er bæði þörf á AC1 (við aðaltöfluna) og AC2 (nálægt inverternum). En ef inverterinn er settur upp inni í aðaltöflunni og þeir deila sömu jarðtengingu, með kapallengdum sem er minni en eða jafnt og 0,5 metrum, þá gæti AC2 ekki verið nauðsynlegt. Þú getur skoðað töfluna fyrir ítarlegar uppsetningarleiðbeiningar.

1: DC1 má sleppa við eftirfarandi skilyrði: Ef kapallengdin milli DC1 og invertersins er styttri en 10 metrar og spennuverndarstigið (Up) AC2 er minna en eða jafnt og 0,8 sinnum málspenna sólarorkuversins (Uw); eða ef Up AC2 er minna en eða jafnt og 0,5 sinnum Uw og PE (verndandi jarðleiðarinn) er lagður nálægt jafnstraumssnúrunum.

2: Hægt er að sleppa AC2 við eftirfarandi skilyrði: Ef kapallengdin milli AC1 og AC2 er styttri en 10 metrar; eða ef inverterinn og aðaldreifikerfið nota sama jarðtengingarrafskaut og tengikaplarnir fyrir SPD eru hvor um sig ekki lengri en 0,5 metrar — til dæmis ef inverterinn er settur upp inni í aðaldreifikerfinu.

3: Lágmarksþversniðsflatarmál fyrir jarðleiðara SPD: Fyrir SPD af gerð 2 ætti koparjarðleiðarinn að vera ekki minni en 6 mm²; fyrir SPD af gerð 1 ætti hann að vera ekki minni en 16 mm².

Val á jafnstraums-SPD-um í þaki sólarorkukerfa fer aðallega eftir því hvernig byggingin er varin gegn eldingum og hvernig kerfið er tengt. Samkvæmt stillingartöflu og IEC-stöðlum ætti alltaf að vera yfirspennuvörn á jafnstraumshlið invertersins. En auka SPD-um nálægt sameiningarkassanum — eða nálægt sólarplötunum ef enginn sameiningarkassi er til staðar — eru aðeins nauðsynlegar ef kapallinn milli spjaldanna og invertersins er lengri en 10 metrar.

Það þarf þó að hafa í huga að þetta er ekki gert alls staðar. Í sumum löndum – til dæmis Þýskalandi – eru reglurnar í grundvallaratriðum öfugar. Þar er jafnstraumsvörn alltaf sett upp rétt við hliðina á sólarsellum og þú þarft aðeins að bæta einni við inverterinn ef kapallinn er lengri en 10 metrar.