Panoramica
I fulmini indiretti sono distruttivi. Le osservazioni aneddotiche circa attività del fulmine sono solitamente un povero indicatore del livello da di sovratensione indotta da fulmine nelle matrici di PV. I fulmini indiretti possono danneggiare facilmente le componenti sensibili all'interno dell'attrezzatura di PV, che ha spesso un alto costo per riparare o sostituire le componenti nocive e colpisce l'affidabilità del sistema di PV. La sovratensione dipende dagli stati installati di ogni sistema di PV e dei collegamenti.
I sistemi di PV sono esposti nei grandi spazi aperti, tipicamente nei campi o sulle cime delle costruzioni. Le nuvole di pioggia fatte pagare che si accumulano sopra tali campi aperti hanno la tendenza a liberare la tassa sotto forma di fulmine. Quando questo accade, un'onda di tensione è probabile accadere. Più espansivo il campo è la distruzione più probabile è di accadere.
Quando un sistema di PV è situato su un sito industriale, le operazioni commerciali e le attrezzature sono inoltre a pericolo. Gli invertitori sono costosi, ma per le applicazioni industriali, un guasto ancor più costoso è il costo del tempo morto.
Quando i fulmini un sistema solare di PV, causa una corrente transitoria e una tensione indotte all'interno degli anelli di filo solari del sistema di PV. Queste correnti transitorie e tensioni compariranno ai terminali dell'attrezzatura e l'isolamento di causa probabile ed i guasti dielettrici all'interno del PV solare elettrico e componenti di elettronica quali i pannelli di PV, l'invertitore, attrezzature di comunicazioni e di controllo come pure dispositivi nell'installazione di costruzione. La scatola di matrice, l'invertitore ed il dispositivo di MPPT (inseguitore del punto ottimale) hanno gli più alti punti di guasto.
Per impedire l'alta energia il passaggio con l'elettronica e danneggiare ad alta tensione il sistema di PV, le onde di tensione devono avere un percorso da frantumare. Per fare questo, tutte le superfici conduttive dovrebbero direttamente essere collegate e tutti i collegamenti che entrano ed escono nel sistema (quali i cavi di Ethernet e le condutture di CA) coppia per frantumare con uno SPD.
Un dispositivo di protezione dell'impulso è necessario per ogni gruppo delle stringhe all'interno della scatola di matrice, della scatola del ricombinatore come pure della sconnessione di CC.
Selezione ed installazione del dispositivo di protezione dell'impulso per i sistemi di PV
I sistemi di PV hanno caratteristiche uniche, che quindi richiedere l'uso degli SPD che specificamente sono progettati per i sistemi di PV.
I sistemi di PV hanno alte tensioni di sistema di CC fino a 1500 volt. Il loro punto ottimale funziona soltanto ad alcuni percentili sotto la corrente del cortocircuito del sistema.
Per determinare il modulo adeguato di SPD per il sistema di PV e la sua installazione, dovete sapere:
il fulmine intorno a densità istantanea;
la temperatura di funzionamento del sistema;
la tensione del sistema;
la valutazione corrente del cortocircuito del sistema;
il livello di forma d'onda da cui è essere protetta (fulmine indiretto o diretto);
la corrente di dispersione nominale.
I requisiti di SPD di un'installazione che è protetta da un sistema esterno di protezione contro il fulmine (LPS) dipendono dalla classe selezionata dei LPS e di se la distanza della separazione fra i LPS e l'installazione di PV è isolata o non isolata. Dettagli di IEC 62305-3 i requisiti di distanza di separazione dell'LPS esterni.
Per avere un effetto protettivo, il livello della protezione della tensione di uno SPD (su) dovrebbe essere 20% più basso della resistenza dielettrica dell'apparecchiatura terminale del sistema.
È importante usare uno SPD con un cortocircuito resiste a maggior corrente della corrente di cortocircuito della stringa di matrice solare che lo SPD è collegato a. Lo SPD che è fornito sull'uscita di CC deve avere una CC MCOV uguale a o maggior della tensione di sistema fotovoltaica massima del pannello.
SPD per il lato di CC dei sistemi fotovoltaici
Le fonti di PV hanno caratteristiche molto differenti di tensione e della corrente che le fonti tradizionali di CC: hanno una caratteristica non lineare e causano la persistenza a lungo termine degli archi bruciati. Di conseguenza, le fonti correnti di PV non solo richiedono i più grandi commutatori di PV ed i fusibili di PV, ma anche un disconnector per il dispositivo di protezione dell'impulso che si adatta a questa natura unica e capace di fare fronte alle correnti di PV.
Gli SPD installati dal lato di CC devono specificamente essere progettati sempre per le applicazioni di CC. L'uso di uno SPD dal lato sbagliato di CC o di CA è pericoloso nei guasti.
Installazione
Gli SPD dovrebbero essere installati sempre controcorrente dai dispositivi che stanno andando proteggere. NFPA 780 12.4.2.1 dice che la protezione dell'impulso sarà assicurata sull'uscita di CC del pannello solare dal positivo ad a terra ed a negativo per frantumare, alla combinatrice ed alla scatola del ricombinatore per i pannelli solari multipli ed all'uscita di CA dell'invertitore.
L'installazione adeguata di uno SPD conta sui tre valori, che sono:
tensione continua massima di funzionamento del : La tensione che lo SPD attiverà.
livello di protezione di tensione del : La categoria di sovratensione dell'attrezzatura deve essere superiore al livello della protezione della tensione dello SPD.
corrente di dispersione nominale del : Il valore di picco della forma d'onda (8/20 dei μs per tipo - 2 SPD) che lo SPD è capace di resistenza dopo gli impulsi ripetitivi.
Come combinare gli SPD con gli invertitori
Le aziende agricole di PV sono comprese attrezzatura molto sensibile che ha bisogno della protezione espansiva. Poiché le aziende agricole di PV creano il potere di corrente continua (CC), gli invertitori (che sono necessari da convertire questo potere da CC in CA) sono una componente essenziale alla loro produzione elettrica. Purtroppo, gli invertitori sono non solo altamente suscettibili dei fulmini ma sono incredibilmente costosi.
NFPA 780 12.4.2.3 richiede gli SPD supplementari all'input di CC dell'invertitore se l'invertitore del sistema è a più di 30 metri dalla combinatrice o dalla scatola del ricombinatore più vicina.
Installi lo SPD fra i fusibili e l'invertitore se ci sono i protettori della corda (quali i fusibili, gli interruttori di CC o i diodi della corda)
Per collegare uno SPD quando c'è un invertitore con un contenitore integrato di fusibile, assicuri che i fusibili interni siano esclusi e che i fusibili di corda esterni sono collegati.
Gli invertitori della corda dovrebbero essere installati vicino alle corde come possibile. I cavi di SPD che si collegano alla rete di L+/L- e fra il blocchetto terminali dello SPD e la sbarra collettrice di messa a terra, devono essere di meno di 2,5 metri. Più brevi i cavi del collegamento, il più efficiente e redditizio la protezione saranno.
Per gli invertitori con soltanto un inseguitore di PMP (produzione massimale possibile), combini la corda prima dell'invertitore e colleghili allo SPD sul punto del collegamento.
Le combinazioni di SPD dovrebbero essere progettate per ogni input quando l'invertitore ha inseguitori multipli di PMP (produzione massimale possibile). Uno SPD deve essere usato per ogni input che è fuso con un diodo della corda.
Riferimenti
[1] guida di protezione contro il fulmine, norme 62305 - 3, 2014 dell'en di BACCANO.
norma per i dispositivi di protezione dell'impulso, UL 1449, 2014 [di 2].
[3] dispositivi di protezione dell'impulso a bassa tensione - parte 32: Dispositivi di protezione dell'impulso collegati al lato di CC delle installazioni fotovoltaiche - principi di applicazione e di selezione, norma 61643-32, 2 017 di IEC.
