PV Birleştirici Kutularında Dalgalanma Koruyucu Cihazların (SPD'ler) kritik rolü: Seçim Kılavuzu ve En İyi Uygulamalar

Giriş: PV dizilerinin savunmasız çekirdeği

PV birleştirici kutuları, güneş enerjisi santrallerinin sinir sistemi görevi görür ve bunları invertörlere beslemeden önce birden fazla DC dize çıkışı toplar. Bu kritik düğümler, yıldırım grevlerinden ve tüm PV sistemlerini sakatlayabilen elektrik dalgalanmalarından kaynaklanan tehditlere sürekli olarak maruz kalmaktadır. Yüksek kaliteli dalgalanma koruyucu cihazlar (SPD'ler), yüz binlerce dolar değerinde ekipmanı koruyarak ilk savunma hattı olarak işlev görür.

Bölüm 1: SPD'ler PV sistemleri için neden gereklidir?

1.1 PV dizilerinin benzersiz güvenlik açıkları

Sabit maruz kalma: Çatı ve yere monte edilmiş sistemler doğal olarak atmosferik deşarjlara maruz kalır.

DC Devre Riskleri: AC sistemlerinden farklı olarak, DC arkları doğal sıfır geçiş noktalarından yoksundur, bu da dalgalanma olaylarını daha tehlikeli hale getirir.

Hassas elektronik: Modern invertörlerdeki bileşenler, nominal değerin sadece% 20 üzerindeki voltajlardan zarar görebilir.

1.2 Yetersiz korumanın sonuçları

Acil Hasar: İnverter arızalarının% 72'si gerilim dalgalanmalarına kadar izlenebilir (Solaredge 2023 raporu).

Gizli bozulma: Tekrarlanan küçük dalgalanmalar modül ömrünü%30'a kadar azaltabilir.

Yangın riskleri: DC ARC hataları güneşle ilgili yangınların% 43'ünü oluşturur (NFPA 2022 verileri).

Bölüm 2: PV uygulamalarında SPD seçimi için temel hususlar

2.1 Kritik Performans Parametreleri

Nominal Voltaj: Sistemin maksimum voltajının ≥1,2 katı (IEC 61643-31'e göre).

Nominal Deşarj Akımı (In): Tip 1 SPD'ler için ≥20ka (UL 1449, 4. baskı).

Maksimum deşarj akımı (IMAX): ≥40ka (IEC 61643-11'e göre).

Yanıt süresi: <25 nanosaniye (EN 50539-11 başına).

Çalışma sıcaklığı: -40 ° C ila +85 ° C (UL 96A başına).

2.2 Farklı Uygulamalar İçin SPD Türleri

Tip 1 (Sınıf I): Doğrudan Yıldırım Grev Riskleri olan yerler için (örneğin, çatı sistemleri).

Tip 2 (Sınıf II): İkincil koruma için (örn. Ticari zemine monte edilmiş sistemler).

Kombine Tip 1+2: Büyük fayda ölçekli bitkiler için idealdir.

DC'ye özgü modeller: Polarite işaretlerine sahip PV uygulamaları için tasarlanmıştır.

Bölüm 3: Kurulum için En İyi Uygulamalar

3.1 Stratejik Yerleştirme

Zorunlu kurulum noktaları:

Birleştirici kutusu giriş terminalleri (dize başına).

DC'nin yukarı akışını keser.

İnvertör DC giriş terminalleri.

Önerilen ek koruma noktaları:

Alt dizi kombinerleri.

Uzun kablo çalışmaları boyunca (> 30 metre).

3.2 Kablolama Standartları

Conductor Size: Minimum 6 mm² copper (for 20kA SPDs).

Yol uzunluğu: SPD bağlantılarını <0,5 metre tutun.

Topraklama Gereksinimleri: Özel topraklama iletkenlerini kullanın (≥10 mm²).

Bağlantı Topolojisi: Toprak döngülerini önlemek için yıldız konfigürasyonu.

Bölüm 4: Bakım ve Değiştirme Kriterleri

4.1 Önleyici bakım

Üç Aylık Kontroller:

Durum göstergesi pencerelerini (yeşil/kırmızı) inceleyin.

Kızılötesi termografi gerçekleştirin (sıcaklık artışı <15k).

Yıldırım Grev sayaçlarını kaydedin (donatılmışsa).

Yıllık Testler:

Yalıtım Direnç Testi (> 1 MΩ).

Zemin direnci ölçümü (<10 Ω).

Profesyoneller tarafından artık voltaj testi.

4.2 Değiştirme Yönergeleri

Hemen yedek tetikleyiciler:

Görünür fiziksel hasar (çatlaklar, yanma izleri).

Durum göstergesi kırmızıya döner.

Yıldırım grev sayısı derecelendirilmiş değeri aşar.

Başarısız performans testleri.

Önerilen yedek aralıklar:

Kıyı alanları: 5 yıl.

Yüksek Lighting bölgeleri: 7 yıl.

Standart bölgeler: 10 yıl.

Bölüm 5: Yaygın Yanılgılar ve Uzman Önerileri

5.1 Tipik Yanlış Anlamalar

Efsane: "Yıldırım çubukları SPD'lere olan ihtiyacı ortadan kaldırır."

Gerçek: Yıldırım çubukları sadece doğrudan grevlere karşı korur, uyarılmış dalgalanmalara karşı korur.

Maliyet tuzağı: PV'ye özgü olmayan AC SPD'leri kullanma.

Sonuç: DC'yi kesintiye uğratamama akımlarını takip edin.

5.2 Uzman Tavsiyesi

Üç katmanlı bir koruma mimarisini benimseyin: dizi, birleştirici kutusu ve inverter seviyelerinde SPD'ler.

İzleme sistemleriyle entegrasyon için uzaktan sinyal kontakları olan modelleri seçin.

1500V sistemleri için SPD’nin DC kırma kapasitesini doğrulayın.

Sistem genişlemeleri sırasında mevcut SPD kapasitesini yeniden değerlendirin.

PV sistemi voltajları 1500V'a yükseldikçe, yeni nesil SPD teknolojisi üç temel eğilimle gelişmektedir: daha yüksek enerji emilimi (100a'ya kadar), daha akıllı uyarı özellikleri (IoT etkin izleme) ve daha kompakt modüler tasarımlar. PV uygulamaları için TUV Rheinland tarafından sertifikalı ürünlerin seçilmesi ve sistem düzeyinde koruma için IEC 62305 standartlarını takip etmek, PV bitkilerinin 25 yıllık ömrü boyunca yıldırım dalgalanmalarına dayanabilmesini sağlar. Unutmayın: PV güvenliğinde, yüksek kaliteli artış koruması bir masraf değildir-en uygun maliyetli risk azaltma yatırımıdır.