Ettersom fotovoltaiske (PV) systemer beveger seg mot høyere spenninger og større kapasitet, påvirker riktig valg av sikringer -en viktig komponent i DC-beskyttelsessystemet - direkte sikkerheten, stabiliteten og levetiden til hele PV-systemet. Hvis merkestrømmen til sikringen er for lav, kan den eksplodere ofte på grunn av normale driftsstrømmer. Omvendt, hvis merkestrømmen er for høy, kan det hende at sikringen ikke kan avbryte kretsen i tide til at feilen oppstår, noe som forårsaker skade på utstyr eller til og med sikkerhetshendelser. Derfor er riktig valg av merkestrøm og spenning til PV-sikringer et viktig trinn i utformingen av PV-systemer.
Hvorfor velge riktig PV-sikring?
Solar PV-systemer består hovedsakelig av PV-montering, kombineringsbokser, inverter, energilagringsenhet og tilhørende beskyttelsesenhet. Fordi fotovoltaiske systemer produserer likestrøm (DC) - som, i motsetning til AC, ikke naturlig krysser null - er lysbuen vanskeligere å slukke i tilfelle kortslutning eller overstrømsfeil. Derfor krever PV-systemer spesialdesignede DC PV-sikringer i stedet for standard AC-sikringer.
Passende sikringsvalg kan oppnå følgende mål:
Rask bryte kortslutningsfeil, beskytt PV-enhet og fiberoptisk kabel;
Forhindre eskalering av feilstrømmer og reduser brannrisiko.
Forbedre driftssikkerheten til omformere og kombineringsutstyr;
Reduser vedlikeholdskostnadene og forleng systemets totale levetid.
Hvordan velges merkestrømmen?
Nominell strøm er en av de viktigste parameterne for PV-sikring. Kort-strøm, omgivelsestemperatur og kontinuerlige driftsforhold for solcelleenheten bør vurderes i valget.
Generelt bør merkestrømmen til sikringen overstige den maksimale driftsstrømmen til PV-modulen, samtidig som en viss sikkerhetsmargin opprettholdes. Industrien følger generelt dette prinsippet:
Merkestrøm for tennrør Større enn eller lik 1,25 × PV-modulens kortslutningsstrøm (Isc)
Hvis for eksempel en modul har en kortslutnings-strøm på 13A, er beregningsverdien:
13A × 1.25 = 16.25A
I dette tilfellet velges vanligvis en 20A PV-sikring i stedet for en 15A-modell for å unngå forstyrrende utløsning under normal drift. Hvis systemet er installert i et miljø med høye temperaturer, vil sikringens strøm-bærekapasitet reduseres når temperaturen øker; derfor må det gjøres justeringer av produsentens temperaturreduksjonskurve. Dette er spesielt viktig for prosjekter på steder som ørkener eller tak utsatt for høye temperaturer.
I tillegg, for solcellepaneler med flere parallelle strenger, må en invers strøm vurderes. Hvis ett segment svikter, kan et annet parallelt segment injisere en stor mengde reversstrøm inn i feilsegmentet; følgelig må sikringen kunne håndtere normale driftsstrømmer samtidig som den blåser raskt ved omvendt feilstrøm.
Hvordan velge nominell spenning?
I tillegg til gjeldende parametere er nominell spenning like viktig.
Merkespenningen til PV-sikringen skal være lik eller større enn den maksimale likespenningen som kan forekomme i systemet. Ellers, mens sikringer kan eksplodere, kan det hende at de ikke er effektive for å slukke likestrømsbuen og utgjøre en alvorlig sikkerhetsrisiko.
Gjeldende spenningsnivåer som vanligvis brukes i PV-systemer inkluderer:
600V DC
1000V DC
1500V DC
De siste årene har store bakkeinstallerte-kraftverk i økende grad brukt 1500V DC-systemer for å redusere linjetap og kabelkostnader, samtidig som kraftproduksjonseffektiviteten øker. Derfor, for 1500V-systemer, må en dedikert PV-sikring med en verdi på 1500V DC velges; a 1000V produkter kan ikke brukes som et alternativ.
Ved praktisk valg bør systemets åpen-kretsspenning (Voc) beregnes, med hensyn til lokal minimumstemperatur. Fordi lave temperaturer kan føre til høyere modulutgangsspenning, bruker designere vanligvis maksimale åpen kretsspenninger - justert til den laveste omgivelsestemperaturen - som grunnlag for valg for å sikre at sikringer fungerer trygt under ekstreme forhold.
Hvilke andre tekniske parametere krever oppmerksomhet?
I tillegg til merkestrøm og merkespenning, bør følgende faktorer tas i betraktning:
Brudd kapasitet
Frakoblingsevne er den maksimale feilstrømmen som en sikring trygt kan avbryte. Store solcelleanlegg har en tendens til å oppleve store-kortslutningsstrømmer, derfor bør produkter med tilstrekkelig fragmenteringskapasitet velges for å sikre pålitelige avbrudd under feil.
Tid-Gjeldende kjennetegn
Spesielle sikringer for fotovoltaiske celler har typisk beskyttelsesegenskaper optimalisert for PV-systemer; de er designet for å tåle normale strømsvingninger forårsaket av moduloppstart og miljøendringer, samtidig som de reagerer raskt ved feil. Produktsertifisering
Solcellesikringer av høy-kvalitet oppfyller vanligvis internasjonale standarder som IEC 60269-6 og UL 248-19 og er sertifisert som TÜV og CE. Disse sertifiseringene viser at produktet har blitt grundig testet for å sikre større sikkerhet, pålitelighet og konsistens.
Miljøtilpasningsevne
Utendørs PV-prosjekter er utsatt for høye temperaturer, lave temperaturer, UV-stråling, høye temperaturer, fuktighet, salttåke, støv og andre tøffe miljøer. Derfor må sikringen ha utmerket korrosjonsbestandighet, værbestandighet og langsiktig-stabilitet.
Vanlige utvalgsfallgruver
Under prosjektimplementering gjør brukere ofte følgende feil:
Bruk standard AC-sikringer i stedet for PV-spesifikke DC-sikringer;
Velg bare sikringen i henhold til utstyrets merkeeffekt og ignorer kortslutningsstrømmen til modulen.-
Velg nominell spenning under den maksimale likespenningen til systemet;
Ignorer reduksjonen av bærekapasiteten på grunn av omgivelsestemperaturen;
Effekten av omvendt strøm på konfigurasjonen av parallelle strenger vurderes ikke.
Disse problemene kan påvirke effektiviteten av beskyttelsen og til og med føre til svikt i beskyttelsen under svikt. Derfor må systemparametrene og relaterte standarder følges strengt i beregnings- og utvalgsprosessen i designfasen.
Konklusjon:
Selv om solcellesikringer er små beskyttelseselementer, spiller de en avgjørende rolle for å sikre sikker drift av hele solcelleanlegget. Riktig valg av merkestrøm og spenning kan ikke bare effektivt beskytte PV-komponenter, omformere og kabler, men også redusere feilfrekvensen til systemet og forbedre driftseffektiviteten til anlegget. Med den økende populariteten til 1500V høyspente PV-systemer og store-energilagringsprosjekter, vil sikringsvalget i økende grad fokusere på høy fragmenteringskapasitet, høy pålitelighet og langsiktig-stabilitet. Designere bør gjennomføre en omfattende evaluering basert på systemets elektriske parametere, driftsmiljø og internasjonale standarder for å sikre langsiktig, sikker og effektiv drift av PV-kraftverk.
Ofte stilte spørsmål
1.Kan standard AC-sikringer brukes i stedet for PV-sikringer?
Nei. AC-sikringer mangler lysbueslukkingsevne og kan ikke oppfylle DC-beskyttelseskravet til PV-systemer.
2.Er den høyere merkestrømmen til en PV-sikring sikrere?
Nei. For høy merkestrøm reduserer følsomheten til overstrømbeskyttelse og kan forhindre at kretsen kobles fra i tide for feil. Derfor bør merkestrømmen velges riktig i samsvar med kortslutningsstrømmen til modulen og designspesifikasjonene.
3.Hvorfor må 1500V solcelleanlegg bruke 1500V sikringer?
Fordi sikringens merkespenning ikke må være lavere enn systemets maksimale driftsspenning, ellers kan sikringen mislykkes i å effektivt slukke likestrømsbuen etter detonasjon, og dermed sette sikkerheten til utstyr og personell i fare.
