Surge în sisteme fotovoltaice: un ghid complet pentru rolul, riscurile și selecția sa

# Surge în sistemele fotovoltaice: un ghid complet pentru rolul, riscurile și selecția sa

Indiferent dacă este o mică configurație a panoului solar rezidențial sau o centrală electrică comercială fotovoltaică (PV), „Surge” este un subiect cheie inevitabil - dar mulți oameni își dau seama de importanța sa doar atunci când echipamentul funcționează. Această notă descompune rolul principal al creșterii în sistemele fotovoltaice și cum să selectați un dispozitiv de protecție la supratensiune (SPD) care să se potrivească sistemului dvs., ceea ce face ușor să înțeleagă începătorii.

## I. În primul rând, înțelegeți: Ce este exact o creștere a unui sistem fotovoltaic?

Mai simplu spus, o creștere este o „tensiune/undă de șoc curentă” într -un sistem fotovoltaic, cu trei surse comune:  

1. ** Impact extern **: Cel mai tipic sunt loviturile fulgerului (fulgere directe sau induse). Descărcarea din nori poate genera instantaneu o tensiune înaltă de zeci de mii de volți în linii;  

2. ** Start-up/oprire a sistemului **: Când invertoarele PV sau cutiile de combinație pornesc sau se opresc, modificări bruște ale declanșatorului actual „Surje operaționale”;  

3. ** Fluctuații de rețea **: Creșterea bruscă a tensiunii grilei (de exemplu, când este reparată o defecțiune a grilei) poate provoca impacturi inversă asupra sistemului fotovoltaic conectat la rețea.  

Aceste creșteri se caracterizează prin faptul că sunt „scurte, dar intense” - pot dura doar câteva microsecunde, dar tensiunea poate crește de mai mult de 10 ori tensiunea nominală a sistemului, pe care modulele și invertoarele obișnuite nu pot rezista.

## II. Rolul de bază al dispozitivului de protecție la supratensiune (SPD): Instalarea unei „supape de siguranță” pentru sistemele fotovoltaice

Stufile în sine nu sunt „utile”; Ceea ce funcționează cu adevărat este dispozitivul de protecție ** Surge (SPD, cunoscut și sub denumirea de Lightning Serester) **. Sarcina sa principală este de a „bloca creșterea periculoasă”, în special în trei aspecte:  

1. ** Protejați echipamentele de bază de defecțiune **  

Componentele invertoarelor fotovoltaice, cutii de joncțiune a panoului fotovoltaic și cutii de combinație au limite superioare ale capacității de rezistare a tensiunii (de exemplu, tensiunea din partea continuă a tensiunii de invertoare este de obicei 1000V-1500V). Odată ce tensiunea de supratensiune depășește această limită, componentele se vor arde instantaneu, costurile de întreținere adesea variind de la mii la zeci de mii de yuani. SPD -urile pot efectua energie electrică în clipirea unui ochi (de obicei ≤25 nanosecunde) atunci când are loc o supratensiune, devierea excesului de tensiune/curent la sol - echivalent cu „blocarea gloanțelor” pentru echipament.  

2. ** Preveniți oprirea bruscă a sistemului sau defecțiunea **  

Chiar dacă o creștere nu arde direct echipamentul, acesta poate interfera cu cipul de control al invertorului, ceea ce face ca invertorul să raporteze în mod fals defecțiuni și să se deconecteze de la rețea. De exemplu, după o furtună, multe sisteme PV rezidențiale încetează brusc generarea de energie electrică - acest lucru este probabil din cauza creșterii care afectează invertorul. Instalarea SPD -ului potrivit poate reduce astfel de „probleme nejustificate” și poate asigura generarea de energie stabilă a sistemului.  

3. ** Extindeți durata de viață generală a sistemului fotovoltaic **  

Studiile mici frecvente (de exemplu, cele cauzate de fluctuațiile zilnice ale rețelei) pot deteriora circuitele modulelor și invertoarelor „în timp”, cum ar fi accelerarea îmbătrânirii condensatorului. SPD-urile pot filtra aceste mici suporturi, prelungind indirect durata de viață a întregului sistem fotovoltaic (de obicei cu 3-5 ani suplimentari).

## III. Pasul cheie: Cum să selectați un SPD potrivit pentru sistemul dvs. fotovoltaic?

Selectarea unui SPD nu este despre „cu cât este mai mare cu atât mai bine” sau „cu atât mai ieftin, cu atât mai eficient din punct de vedere al costurilor”. Necesită concentrarea pe trei parametri de bază ai sistemului dvs. și urmând patru pași:  

### Pasul 1: În primul rând, clarificați „nivelul de tensiune” al sistemului

Aceasta este cea mai de bază premisă-tensiunea nominală a SPD trebuie să se potrivească cu tensiunile din partea DC și din partea AC ale sistemului fotovoltaic:  

-** PV rezidențial (de obicei 3-10kW) **: Tensiunea din partea continuă este în general 300V-800V; Selectați un SPD cu o tensiune de curent continuu (UC) ≥800V. Partea AC este conectată la o grilă de 220V; Selectați un SPD cu o tensiune de curent alternativ (UC) ≥250V.  

-** PV comercial/industrial (de obicei 50kW și mai sus) **: Tensiunea din partea continuă poate ajunge la 1000V-1500V; UC -ul SPD ar trebui să fie ≥1500V. Partea AC este conectată la o rețea de putere trifazată de 380V; Selectați un SPD cu UC ≥420V.  

*Notă: Dacă tensiunea nominală a SPD este mai mică decât tensiunea sistemului, aceasta se va arde singur; Dacă este prea mare, nu poate activa protecția în timp util.*

### Pasul 2: Selectați „Capacitate de transport curent” pe baza puterii sistemului

Capacitatea de transport curentă (IIMP sau IN) reprezintă curentul maxim de supratensiune pe care un SPD îl poate rezista. Dacă este prea mic, SPD va fi defalcat de creștere; Dacă este prea mare, va fi o pierdere de bani:  

- ** Sisteme rezidențiale (3-10kW) **: Dacă nu există clădiri înalte în apropiere, iar probabilitatea de atac a fulgerului este scăzută, este suficientă un SPD cu IN = 20KA (8/20 μs); Dacă este situat în zone muntoase sau în regiuni predispuse la furtună, un SPD cu IN = 40KA este mai fiabil.  

- ** Sisteme comerciale/industriale (50kW și mai sus) **: Pentru SPD-uri la capătul frontal al cutiilor și invertoarelor combinatoare, este recomandat să le selectați pe cele cu IN = 40KA-60KA; Pentru centralele electrice la scară largă (nivel MW), pe partea de înaltă tensiune este necesară un SPD primar suplimentar cu IN≥100KA.  

*Fapt amuzant: 8/20μs este cea mai frecventă formă de undă de supratensiune în sistemele fotovoltaice, ceea ce înseamnă că este nevoie de 8 microsecunde pentru ca curentul de supratensiune să crească de la 0 la vârful său și 20 de microsecunde pentru a scădea la jumătate din vârf.*

### Pasul 3: Verificați „Nivelul de protecție” și potriviți locația de instalare

SPD -urile în sistemele fotovoltaice necesită „protecție ierarhică”, iar diferite niveluri de SPD ar trebui selectate pentru diferite locații:  

- ** Protecție primară (intrare de sistem) **: De exemplu, cutia principală de distribuție a tabloului fotovoltaic și capătul frontal al dulapului conectat la rețea. Selectați un SPD „Clasa B” (capabil să reziste la curenți mari de la grevele directe de trăsnet) cu o capacitate mare de transport curentă (peste 40kA).  

- ** Protecție secundară (Front Echipament) **: De exemplu, capetele de intrare ale invertoarelor și cutiilor de combinație. Selectați un SPD „Clasa C” (protejează împotriva fulgerului indus și a creșterii operaționale) cu o capacitate de transport curentă de 20ka-40ka.  

- ** Protecția terțiară (componenta front -end) **: De exemplu, plăcile de circuit intern ale invertoarelor și echipamentele de monitorizare. Selectați un SPD „Clasa D” (protejează împotriva creșterii mici) cu o capacitate de transport curent de 10ka-20ka.  

*Sistemele rezidențiale trebuie să aibă cel puțin o protecție secundară (capătul din față al cabinetului conectat la invertor + grilă), în timp ce sistemele comerciale trebuie să fie echipate cu toate cele trei niveluri de protecție.*

### Pasul 4: Nu treceți cu vederea „Certificare și compatibilitate”

- ** Certificare **: Asigurați -vă că selectați SPD -uri cu certificări internaționale sau interne, cum ar fi certificarea CE a UE și certificarea CQC din China. Evitați să cumpărați „Produse cu trei no-no” (multe SPD de calitate scăzută nu reușesc după câteva luni de utilizare).  

- ** Compatibilitate **: acordați atenție dacă tipul de interfață al SPD (de exemplu, bloc de terminal sau plug) se potrivește cu cablurile PV. În același timp, confirmați că dimensiunea de instalare a SPD se poate încadra în cutia de distribuție (casetele de distribuție rezidențiale au un spațiu limitat, deci nu cumpărați altele supradimensionate).

## IV. Memento final: Instalarea corectă este la fel de importantă ca selecția corectă

1. ** Instalați aproape de echipamentul protejat **: SPD trebuie instalat cât mai aproape de echipamentul protejat (de exemplu, la un metru de partea frontală a invertorului). Cu cât cablul este mai scurt, cu atât este mai bun efectul de protecție;  

2. ** Întenție fiabilă **: Rezistența la împământare a firului de împământare a SPD trebuie să fie ≤4Ω. Fundația slabă va împiedica devierea curentului, ceea ce face ca SPD să fie inutilă;  

3. ** Inspecție regulată **: Înainte de sezonul furtunii în fiecare an, verificați indicatorul SPD (ar trebui să fie verde în condiții normale; dacă se transformă în roșu sau se stinge, este necesară înlocuirea). SPD-urile rezidențiale sunt recomandate să fie înlocuite la fiecare 3-5 ani, iar cele comerciale la fiecare 2-3 ani.

Dacă sistemul dvs. fotovoltaic are parametri specifici (cum ar fi locația de putere sau instalare), le puteți adăuga în comentarii și vă pot ajuta să perfecționați sugestiile de selecție! De asemenea, sunteți bineveniți să împărtășiți orice probleme legate de supratensiune pe care le-ați întâmpinat, astfel încât să putem evita capcanele împreună!