S brzim razvojem globalne nove energetske industrije, fotonaponski (PV) je postao naširoko korišteno rješenje za čistu energiju za poduzeća, industrijske parkove, komercijalne zgrade i stambene korisnike. Međutim, u usporedbi s tradicionalnim distribucijskim sustavima, fotonaponski sustavi često se postavljaju na krovove zgrada, na otvorenim prostorima ili u velikim PV elektranama, izlažući ih dugotrajnoj izloženosti prirodnom okruženju, čineći ih osjetljivijima na udare groma i prenapone u mreži.
Kao proizvođač prenaponske zaštite (SPD), otkrili smo da mnogi kvarovi PV sustava ne potječu od samih modula, već od prolaznih prenapona koji oštećuju pretvarače, nadzorne uređaje ili komunikacijske sustave. Stoga, u modernom dizajnu fotonaponskih projekata, prenaponski zaštitnici više nisu opcija, već važna komponenta osiguravanja sigurnog rada sustava.
Pa zašto fotonaponski sustavi moraju imati zaštitu od prenapona? Ovaj će rad to analizirati iz perspektive praktične primjene.
1. Fotonaponski sustavi su osjetljiviji na udare groma
Za razliku od konvencionalne unutarnje električne opreme, većina opreme u fotonaponskom sustavu instalirana je na otvorenom tijekom duljeg vremenskog razdoblja.
Na primjer:
Fotonaponski moduli
Kutija za kombiniranje
Sustav za ljuljanje
DC kabeli
Inverter
Obično se nalaze na velikom području i blizu najviše točke zgrade.
Kada udari munja, elektromagnetskom indukcijom može se generirati snažan udarni napon, čak i ako ne pogodi izravno fotonaponski sustav.
Ovaj prijelazni prenapon brzo se širi duž kruga i ozbiljno utječe na opremu sustava.
Stoga je fotonaponski sustav tipičan scenarij primjene s visokim rizikom od munje.
2. Zaštita osnovne opreme kao što su pretvarači
Inverteri su često jedni od najvrjednijih i najkritičnijih uređaja u cijelom PV sustavu.
Njegova glavna funkcija je pretvoriti istosmjernu struju (istosmjernu struju koju generira PV sklop u izmjeničnu struju i spojiti je na električnu mrežu.
Međutim, pretvarač uključuje veliki broj sofisticiranih elektroničkih komponenti.
Na primjer:
IGBT moduli
Upravljački krug
Komunikacijski modul
Sustav praćenja
Ove elektroničke komponente vrlo su osjetljive na prenapon.
Jednom pod utjecajem prenapona može dovesti do:
Gašenje sustava
Prekid komunikacije
Gubitak snage
Oštećenje opreme
Ugradnja zaštitnika od prenapona može učinkovito smanjiti udarne prijelazne prenapone na pretvaraču.
3. Spriječite oštećenje PV modula i kombiniranih kutija
Mnogi ljudi misle da udari groma utječu samo na pretvarač.
Zapravo, PV komponente i spojne kutije također su u opasnosti. Konkretno, u velikim-projektima zemaljske energije:
Velika površina fotonaponskog niza;
Duljina kabela
Visok rizik od izazivanja udara groma
Dok val putuje duž istosmjernog voda, može dovesti do:
Smanjena izvedba modula
kombinirane kutije
Terminali za spaljivanje
DC bočni prenaponski zaštitnici mogu brzo osloboditi energiju prije nego što prenapon uđe u uređaj, smanjujući rizik od oštećenja.
4. Smanjite vrijeme zastoja sustava i gubitke u proizvodnji električne energije
Za komercijalne i industrijske fotonaponske projekte, prekid rada sustava znači izravan ekonomski gubitak.
Na primjer:
Smanjeni prihodi od proizvodnje električne energije
Poremećaj proizvodnje
Povećani troškovi održavanja
Ako je kritična oprema oštećena zbog prenapona, popravak i zamjena često traju dugo.
Kada dođe do prenapona, SPD brzo reagira kako bi ograničio prenapon na siguran raspon.
To pomaže u poboljšanju kontinuiteta sustava i smanjuje rizik od neočekivanog prekida rada.
5. Fotonaponski sustavi su u opasnosti iu AC i DC
U usporedbi s običnim elektroenergetskim sustavom, fotonaponski sustav je jedinstvenije strukture.
Uključuje:
DC strana
Uključuje:
Fotonaponski moduli
Fotonaponski nizovi
Kutija za kombiniranje
Inverterski ulaz
Strana za komunikaciju
Uključuje:
Izlaz pretvarača
Razvodni ormari
Povezani mrežni proizvodni sustav
Grmljavinska nevremena mogu ući u sustav i s istosmjerne i s izmjenične strane.
Stoga cjelovito fotonaponsko rješenje zaštite od munje obično zahtijeva:
DC SPD
AC SPD
Dvostruka zaštita.
Time se stvara cijeli sustav zaštite.
6. Usklađenost s industrijskim i tehničkim specifikacijama
Uz sve veću regulaciju fotonaponske industrije, sve više zemalja i regija zahtijeva da projekti budu opremljeni mjerama zaštite od prenapona.
Posebno:
Komercijalni i industrijski fotonaponski projekti
Velike elektrane-na zemlji
Fotonaponski sustavi u javnim zgradama
U fazi projektiranja obično je potrebno razmotriti:
Procjena rizika od munje
SPD konfiguracijska shema
Dizajn sustava uzemljenja
Standardni zahtjevi ne samo da pomažu u poboljšanju sigurnosti sustava, već također poboljšavaju stopu prihvaćanja projekta.
7. Zaštita nadzornih i komunikacijskih sustava
Suvremena fotonaponska postrojenja ne oslanjaju se samo na rad opreme za proizvodnju električne energije, već zahtijevaju i veliki broj inteligentne opreme za nadzor.
Na primjer:
Uređaji za prikupljanje podataka
Sustavi praćenja okoliša
Komunikacijski modul
Platforme za daljinski nadzor
Ovi uređaji obično koriste elektroniku-niskog napona.
Osjetljiviji su na prenapone nego električna oprema.
Stoga zaštita od prenapona ne samo da štiti sam sustav proizvodnje električne energije, već također štiti stabilan rad cijele nadzorne mreže.
8. Poboljšanje ukupnog povrata ulaganja sustava
Sa stajališta ulaganja u projekt, trošak zaštitnika od prenapona obično je mali dio ukupne investicije u fotonaponske sustave.
Međutim, vrijednost koju oni donose je ogromna.
Uključuje:
Smanjite rizik od oštećenja opreme
Niži troškovi održavanja
Povećajte dostupnost sustava
Produljenje vijeka trajanja opreme
Poboljšanje stabilnosti prihoda od proizvodnje električne energije
Razumna SPD konfiguracija isplativo je-ulaganje za PV postrojenja s projektiranim životnim vijekom dužim od 20 godina.
Zašto sve više i više fotonaponskih projekata naglašava SPD konfiguracije?
S rastućom razinom inteligencije pretvarača i sve većim opsegom fotonaponskih elektrana, vrijednost opreme i složenost sustava također rastu.
U slučaju oštećenja od prenapona, to neće uzrokovati samo kvar pojedine opreme, već će utjecati i na rad cijelog postrojenja.
Kao rezultat toga, sve više i više projekata uključuje zaštitu od prenapona u svoj cjelokupni dizajn od najranijih faza izgradnje.
Šteditelji prenapona (SPD) postali su jednako važni za moderne fotonaponske sustave kao i prekidači i osigurači.
Zaključak:
PV sustavi rade na otvorenom dugo vremena i suočavaju se s rizicima kao što su udari munje, fluktuacije mreže i inducirani prenaponi. Ugradnja zaštitnika od prenapona ne samo da štiti pretvarače, PV komponente i opremu za nadzor od oštećenja zbog prenapona, već također smanjuje vrijeme zastoja, smanjuje troškove održavanja i poboljšava dugoročnu-pouzdanost sustava za proizvodnju električne energije. Pravilno konfiguriranje AC bočnih prenaponskih zaštitnika postalo je kritičan korak za vlasnike koji žele osigurati siguran rad i povrat ulaganja u fotonaponske projekte.
FAQ Trebaju li fotonaponski sustavi zaštitu od prenapona?
Za većinu fotonaponskih projekata preporuča se ugradnja uređaja za pražnjenje posebne namjene, posebno u vanjskim sustavima i područjima s visokom aktivnošću munje.
Koliko SPD-ova je potrebno za fotonaponski sustav?
Zaštitnike od prenapona obično je potrebno instalirati i na istosmjernoj i na izmjeničnoj strani kako bi se formirao potpuni zaštitni sustav.
Mogu li prenaponski zaštitnici spriječiti izravne udare groma?
SPD (Sustaining Voltage Detectors) uglavnom se koristi za ograničavanje udarnih napona uzrokovanih udarima groma. Izravna zaštita od munje također zahtijeva upotrebu gromobrana i sustava uzemljenja.
Zašto su fotonaponski pretvarači osjetljivi na velike valove?
Inverteri sadrže brojne elektroničke komponente koje su vrlo osjetljive na prijelazne prenapone i stoga zahtijevaju centraliziranu zaštitu.
Može li SPD nastaviti štititi opremu nakon kvara?
Ne. Sustav treba odmah zamijeniti nakon isteka ili kvara. Inače će sustav izgubiti svoju učinkovitu sposobnost zaštite od prenapona.