Zabezpieczanie modułów fotowoltaicznych PV
Kiedy mówimy o instalacjach fotowoltaicznych na napięcie do 1500V DC, możemy mieć na myśli różne rodzaje rozwiązań i sposoby ich realizacji w rzeczywistości. Istnieje kilka sposobów przemiany napięcia stałego DC na napięcie przemienne AC.
 | Anže Jerman Menedżer produktu |
1. Instalacje fotowoltaiczne na napięcie do 1500V DC
Sposób przetwarzania mocy mówi nam, jak pod względem elektrycznym wygląda system modułów fotowoltaicznych PV i jakiego rodzaju jego ochrony będziemy potrzebować. Zasadniczo systemy fotowoltaiczne PV można podzielić na centralne i łańcuchowe przetwarzanie mocy pochodzącej z falownika. Ochrona modułów fotowoltaicznych PV jest niezbędna w przypadku instalacji fotowoltaicznych PV z centralnym falownikiem.
.
Rys. 1: Zabezpieczanie modułów fotowoltaicznych PV do 1500V
2. Zabezpieczanie pola modułów fotowoltaicznych PV
Na poziomie rzędów modułów PV rozdzielnice przyłączeniowe DC są ze sobą połączone, zabezpieczone wkładkami topikowymi gPV. Prąd znamionowy zabezpieczenia rzędów modułów PV zależy od prądu wyjściowego każdej rozdzielnicy przyłączeniowej DC. Prądy znamionowe są w tym przypadku wyższe niż w zwykłych zastosowaniach, ponieważ systemy fotowoltaiczne PV mogą wytwarzać dużą moc. Dzięki temu wkładki topikowe NH gPV doskonale spełniają wymagania ochrony instalacji fotowoltaicznych. Prąd wyjściowy rozdzielnic połączeniowych DC mieści się zwykle w zakresie powyżej 100 A do 630 A, w zależności od wielkości instalacji fotowoltaicznej PV. Ze względu na napięcie 1500 V prądu stałego instalacji fotowoltaicznych PV, wkładki topikowe są opracowane w rozmiarach NHXL.
Na poziomie pola modułów PV zabezpieczenie główne kabli należy umieścić po stronie napięcia stałego DC. Zabezpieczenie musi być tak zaprojektowane, aby zapobiegać uszkodzeniom na skutek przeciążeń lub prądów zwarciowych. Wkładki topikowe o charakterystyce gPV doskonale spełniają wymagania, ze względu na szybkie ich działanie w przypadku prądu zwarciowego stałego a ich pełnozakresowa charakterystyka czasowo-prądowa t-I, zapewnia niezawodną ochronę przed niepożądanymi uszkodzeniami, które mogłyby powstać w dowolnym zakresie prądów na tej charakterystyce.
Wkładki o charakterystyka pełnozakresowej gPV stanowią idealną ochroną kabli solarnych przy prądzie stałym. Wyłączają prądy przeciążeniowe będące źródłem nieprzewidzianego przegrzania oraz prądy zwarciowe będące konsekwencją stanu awaryjnego w instalacji PV.
3. Przykład zabezpieczenia pola modułów PV
Poniższy przykład pokazuje, jak dobrać odpowiednie zabezpieczenie modułów PV biorąc pod uwagę znamionowy prąd zwarcia Isc modułu PV. Wybrane wartości mają charakter wyłącznie informacyjny, aby pokazać odpowiedni przykład
Rys. 2: Prąd zwarciowy Isc całego pola modułów PV jest sumą prądów zwarciowych wszystkich rzędów modułów PV – Isc1 + Isc2 +Isc3
Imaginea 2. Curentul de scurtcircuit al panourilor fotovoltaice reprezintă suma tuturor curentilor de scurtcircuit al șirurilor fotovoltaice
Wymagania dotyczące projektowania ochrony instalacji fotowoltaicznych PV określa międzynarodowa norma IEC 62548.
Dobór zabezpieczenia pola modułów PV:
Pierwszym krokiem do określenia prądu znamionowego zabezpieczenia rzędu modułów fotowoltaicznych jest ustalenie znamionowego prądu zwarciowego Isc modułów fotowoltaicznych, zapisanego na tylnej stronie modułu fotowoltaicznego:
Prąd zwarciowy Isc całego pola modułów fotowoltaicznych to iloczyn prądu zwarciowego Isc modułu fotowoltaicznego przez liczbę rzędów modułów fotowoltaicznych PV połączonych równolegle.
Tak więc, prąd znamionowy zabezpieczenia całego pola modułów PV wg tej kalkulacji wynosi pomiędzy 144A a 276A.
W przykładzie nie uwzględniono innych warunków zewnętrznych (temperatura otoczenia...). Prąd znamionowy zabezpieczenia całego pola modułów PV należy przeliczyć na podstawie pełnych informacji o warunkach środowiskowych, w których pracuje instalacja fotowoltaiczna PV.
4. Wnioski
Ochrona modułów fotowoltaicznych PV w instalacji z centralny falownikiem jest konieczna. Główną funkcją zabezpieczenia jest ochrona kabli strony prądu stałego DC przed uszkodzeniami na skutek prądów przeciążeniowych i zwarciowych. Wkładki topikowe o charakterystyce pełnozakresowej gPV zapewniają niezawodną ochronę. Jej szybkie działanie i szeroki zakres ochrony doskonale spełniają wymagania ochrony instalacji fotowoltaicznej PV.
Z powyższego wyliczenia widać, że zakres ochrony instalacji PV jest dość szeroki. Zadaniem projektantów zabezpieczeń instalacji elektrycznych jest wybór odpowiedniego prądu znamionowego takiego zabezpieczenia, zgodnie z dostępnymi informacjami technicznymi dostarczonymi dla konkretnego projektu instalacji fotowoltaiczne PV.
