Как правилно да слеем слънчева система

Слънчевите панели напоследък станаха много по-често срещани, тъй като хората по целия свят започват да се ориентират към по-екологичен и по-устойчив начин на живот. Излизането от мрежата изисква някои хора да могат сами да вършат домакинската си работа и при обстоятелства като тези е от съществено значение да знаете как да свържете правилно слънчевите панели. 

В повечето случаи е необходим предпазител на соларната система между слънчевия панел и неговия контролер за зареждане, тъй като предпазителите и верижни прекъсвачи защита на окабеляването от прегряване. Това също така предотвратява запалване или повреда на уредите в случай на късо съединение. Въпреки това, ако слънчевите панели са свързани последователно, рядко се изисква предпазител.

Какво представлява слънчевият предпазител?

Слънчевият предпазител е вид предпазител, специално предназначен за слънчеви енергийни системи, служи като критична линия на защита срещу електрически повреди във вашата слънчева система. Те са предназначени да предпазват соларното оборудване от прегряване, претоварване или късо съединение, които могат да възникнат. Когато възникне електрическа повреда, предпазителят действа като слабо звено във веригата, стопява и прекъсва връзката, за да предотврати протичането на прекомерен ток. Слънчевият предпазител може да бъде избран въз основа на няколко фактора като физически размер и форма, ампераж, капацитет на прекъсване и много други.

Без правилно използване на предпазители, късо съединение или претоварване може да доведе до прегряване на проводниците, стопяване на изолацията и дори да предизвика пожар. Предпазителите помагат за смекчаване на тези рискове, като бързо прекъсват потока на електричество, преди да възникне повреда. Те също така предпазват вашите слънчеви панели от обратен ток, който може да възникне, когато панел стане засенчен или повреден, което потенциално го кара да черпи ток от други панели в низа.

Кога да предпазите слънчеви панели

NEC предоставя насоки за предпазители на соларни панели въз основа на тока на късо съединение (Isc) на панелите. Кодът изисква номиналната стойност на предпазителя да бъде поне 156% от Isc на панела. Например, ако соларен панел има Isc от 10 A, минималният номинален предпазител ще бъде 15.6 A, закръглен до следващия стандартен размер на предпазителя от 20 A.

Серийно окабеляване: Ситуации, при които не е необходимо да предпазите

Когато слънчевите панели са свързани последователно, токът, протичащ през всеки панел, е еднакъв. В тази конфигурация един предпазител в края на низа обикновено е достатъчен, за да защити целия масив. Слънчевата решетка не е необходимо да бъде предпазена, ако токът на късо съединение на слънчевата решетка е по-малък от максималния номинален сериен предпазител на соларния панел. Поради следното, няма допълнителна защита или полза от сливането на този вид масив:

Три 200W панела са свързани последователно. Всеки соларен панел има максимален сериен номинален предпазител от 15 A и максимален сериен ток на късо съединение съответно 10.2 A, 9.8 A и 9.8 A.

Като се има предвид, че максималната номинална стойност на серийния предпазител е 15 A, можем да предположим, че вътрешните проводници, диоди, връзки и други части на истинския слънчев панел могат да издържат на максимален ток от 15 A.

Тъй като токът на късо съединение на масива е 10.2 A, разумно е да се каже, че ако възникне късо съединение или друга неизправност в един от слънчевите панели, панелът ще бъде оборудван да управлява ситуацията, тъй като токът на късо съединение не може да надмине максималната стойност на предпазителя на панела.

В крайна сметка никога няма да позволи на предпазителя да изгори. Накарайте предпазителя да издържа на досадни удари постоянно, когато работи нормално. Поради това не е необходим предпазител за тази ситуация, според кода.

Паралелно окабеляване: когато е необходим предпазител

Въпреки това, когато слънчевите панели са свързани паралелно, всеки низ носи свой собствен ток. В този случай са необходими предпазители за всеки паралелен низ, за ​​да се предотврати късо съединение в един низ от засягане на останалите. NEC изисква всеки паралелно свързан низ да бъде индивидуално предпазен, като номиналната стойност на предпазителя не надвишава максималната номинална стойност на серийния предпазител на панелите.

КЪДЕ ДА ФУЗИРАМ?

Има три различни места, където предпазителят може да бъде инсталиран в слънчевите панели. Първият е между батерията и контролера за зареждане. Второ, може да се постави между контролера за зареждане и слънчевите панели. И накрая, предпазителят може да присъства и между инвертора и батерията.

Предпазител или прекъсвач, монтиран между контролера за зареждане и батерията, може да предпази от късо съединение и претоварване. Този предпазител трябва да бъде номинален, за да поеме максималния токов изход на контролера за зареждане.

Предпазителят между контролера за зареждане и слънчевия панел функционира ефективно, за да предпазва от прегряване на кабелите, като в същото време предпазва уреда от всякакви повреди.

Предпазител или прекъсвач, инсталиран между батерията и инвертора, също може да предпази от късо съединение и претоварване. Предпазителят трябва да бъде номинален, за да поеме максималния ток, консумиран от инвертора.

Какъв тип/размер предпазител ни трябва?

За фотоволтаични (PV) системи за да работят безопасно, надеждно и в дългосрочен план, предпазителите трябва да бъдат правилно оразмерени. За разлика от обичайните приложения за разпределение и управление на електрическа енергия, предпазителите на соларната система са податливи на специални обстоятелства. Дългосрочното излагане на фактори на околната среда може да доведе до анормални температури на околната среда, което от своя страна оказва влияние върху избора на проводник, размера и работата на предпазителя. 

Освен това, PV модулите произвеждат непрекъснати токове, за разлика от традиционните вериги, които обикновено се оразмеряват въз основа на непрекъснати натоварвания, което налага допълнителни съображения за оразмеряване на предпазители. Предвид тези обстоятелства, специална техника за оразмеряване на слънчеви предпазители в PV изискват се системи.

Топене на слънчеви панели 

Търговските соларни панели с над 50 вата използват кабели с 10 габарита, които могат да издържат на токови потоци до 30 ампера. В такива случаи сливането не е необходимо, ако панелите са свързани помежду си в серията. Ситуацията обаче се променя значително, когато панелите са свързани паралелно. Например, ако има четири панела, всеки с номинален ток от 15 ампера, късо съединение в един от тях може да накара всичките 60 ампера да бъдат насочени към панела с късо съединение. Това ще доведе до това, че проводниците, водещи до този панел, ще получат значително повече ток от 30 ампера, което потенциално ще доведе до запалване на тази двойка проводници. Следователно, при паралелни връзки е от решаващо значение да инсталирате предпазители на всеки панел, за да предотвратите прекомерен поток на ток, който може да доведе до прегряване и опасност от пожар.

Предпазител за паралелна/комбинираща кутия

A кутия комбайнер се използва в паралелна система, за да съдържа предпазителите и прекъсвачите за всеки панел, както и един или повече „комбинирани“ предпазители, които се свързват към контролера на заряда или инвертора за свързване на мрежата. Първо трябва да изчислим тока в най-лошия случай, който ще протича въз основа на нашите уникални панели, преди да оразмерим този „комбиниран“ предпазител/прекъсвач. Важно е да се отбележи, че общият ампераж на всички предпазители в комбинаторната кутия не трябва да надвишава максималната входна мощност на контролера за зареждане или ампеража на проводниците, водещи от комбинаторната кутия.

Зарядно към предпазител или прекъсвач на батерията

Тъй като усилвателите в най-лошия случай, протичащи към и от a Модулирана ширина на импулса (PWN) контролерът за зареждане е същият, предпазителят и размерът на проводника могат да съвпадат. Обратно, MPPT контролерите за зареждане имат капацитет както да намалят напрежението, така и да увеличат тока, протичащ между контролера и батерията, което налага преизчисляване на точния размер на проводника и предпазителя или справка с ръководството за контролера на зареждане. За техния контролер за зареждане Solar Boost 50 (ампера), например, Blue Sky съветва да инсталирате предпазител/прекъсвач от 60 ампера между устройството и батерията. Още веднъж изберете проводник с правилния рейтинг.

Свързване между батерията и инвертора

Последният предпазител или прекъсвач между батерията и инвертора трябва да бъде оразмерен въз основа на постоянната мощност на инвертора и максималния ударен ток, който може да понесе. Консултирайте се със спецификациите на производителя на инвертора, за да определите подходящия размер на предпазителя или прекъсвача. Като общо правило, предпазителят трябва да бъде оценен на 1.25 до 1.5 пъти номиналния ток на инвертора. Например, ако вашият инвертор има непрекъсната мощност от 2000 W при 24 волта, непрекъснатият ток ще бъде 2000 W ÷ 24 V = 83.3 A. В този случай бихте избрали предпазител или прекъсвач с номинал между 105A и 125A.

Необходими инструменти 

• Търсач на ъгъл
• Ниво на торпедо
• Рибна лента
• Линия с тебешир
• Акумулаторна бормашина (14.4 V или повече), множество батерии
• Unibit и множество свредла (дърво, метал, зидария)
• Видя дупка
• Перфоратор
• Динамометричен ключ с дълбоки вложки
• Гайкови драйвери 
• Телени за отстраняване на бои
• Кримпър
• Клещи с иглени носове
• Линейни клещи
• Клещи за приплъзване
• Малки резачки за кабели
• Големи резачки за кабели
• AC/DC мултицет
• Ножовка
• Рулетка
• Одеяло, картон или черна пластмаса 
• Издръжливи удължители
• Затварящ пистолет
• Тегличи за предпазители

Разлики между предпазители и прекъсвачи

Предпазителите и прекъсвачите служат за защита на вашата слънчева система от електрически повреди, но работят по малко по-различен начин. Предпазителите са устройства за еднократна употреба, които се стопяват и прекъсват веригата, когато попаднат в ситуация на свръхток. След като предпазител изгори, той трябва да бъде сменен.

Прекъсвачите, от друга страна, могат да бъдат нулирани, след като се задействат. Те използват механичен превключвател за прекъсване на веригата, когато се открие свръхток. След като повредата бъде отстранена, прекъсвачът може да бъде нулиран, като се възстанови захранването на веригата.

В соларните системи предпазителите се използват по-често за по-малки токове, като например в струните на слънчевия панел или между контролера за зареждане и батерията. Прекъсвачите често се използват за приложения с по-висок ток, като например между батерията и инвертора.

Избор на подходящ тип предпазител

Когато избирате предпазители за вашата соларна система, важно е да изберете правилния тип и размер. Най-често срещаните видове предпазители, използвани в соларни приложения, са:

• Предпазители ANL (ножкови): Тези предпазители обикновено се използват в батерии и инверторни вериги и се предлагат в размери от 20A до 750A.
• Миджет (ATC) предпазители: Тези малки предпазители с ножов тип често се използват в струни на слънчеви панели и комбиниращи кутии с размери, вариращи от 1A до 30A.
• Патронни предпазители: Тези цилиндрични предпазители се предлагат в широк диапазон от размери и често се използват в приложения с по-високо напрежение.

Когато избирате размер на предпазителя, винаги се съобразявайте с указанията на NEC и спецификациите на вашите соларни компоненти. Предпазителите трябва да бъдат проектирани да поемат поне 156% от очаквания ток, закръглен до следващия стандартен размер на предпазителя.

Често срещани грешки, които трябва да избягвате при сливане на слънчева система

• Предпазители с по-малък или по-голям размер: Използването на предпазител, който е твърде малък, може да причини преждевременното му изгаряне, докато използването на предпазител, който е твърде голям, може да не осигури адекватна защита. Винаги оразмерявайте предпазителите според указанията на NEC и спецификациите на компонентите.
• Пренебрегване на предпазителите на паралелно свързани панели: Всеки паралелно свързан низ трябва да бъде отделен предпазител, за да се предотврати късо съединение в един низ да засегне останалите. Ако не слеете паралелни струни, това може да доведе до повреда и опасност от пожар.
• Неправилно поставяне или инсталиране на предпазителя: Предпазителите трябва да се монтират възможно най-близо до източника на захранване и винаги на положителния проводник. Неправилното поставяне или инсталиране може да намали ефективността на предпазителя и потенциално да причини повреда на вашата система.

Правилни техники за инсталиране на предпазител

Когато инсталирате предпазители във вашата соларна система, следвайте тези най-добри практики:

• Използвайте правилната държач за предпазител или кутия с прекъсвачи за типа и размера на предпазителя. За да разгледате по-подробно корпусите на компонентите, моля, прочетете Държачи за предпазители: всичко, което трябва да знаете.
• Инсталирайте предпазители на положителния проводник, възможно най-близо до източника на захранване.
• Използвайте подходящи размери на проводниците и конектори, за да осигурите плътна и сигурна връзка.
• Обозначете ясно всеки предпазител или прекъсвач, като посочите предназначението и номинала му.
• Поддържайте предпазителите и прекъсвачите чисти и без корозия, като ги смените, ако е необходимо.

Поддръжка и отстраняване на неизправности

Редовната поддръжка и проверка на вашите соларни предпазители и прекъсвачи може да помогне за предотвратяване на проблеми и да гарантира дълголетието на вашата система. Периодично:

• Визуално проверете предпазителите и прекъсвачите за признаци на корозия, повреда или прегряване.
• Проверете връзките за плътност и чистота.
• Тествайте непрекъснатостта на предпазителите с помощта на мултицет, за да се уверите, че те все още работят.
• Сменете всички изгорели предпазители или изключени прекъсвачи, като проучите причината за повредата, преди да възстановите захранването.

Ако изпитвате повтарящи се повреди на предпазители или изключвания на прекъсвача, това може да означава по-сериозен проблем с вашата соларна система. Консултирайте се с професионален монтажник на слънчева енергия или електротехник, за да диагностицирате и разрешите проблема.

Заключение

който и да е слънчеви панели който включва предпазител между панелите и контролера за зареждане, е силно препоръчително, тъй като ще предпази електрическите уреди и джаджи от пренапрежения на тока и ще предпази проводниците от прегряване или запалване в резултат на свръхток. Макар и по-малък PV система с панели, свързани последователно, може да не изисква предпазител, винаги е препоръчително да сте сигурни, отколкото да съжалявате. Бърз предпазител е най-безопасният вариант за системата. Препоръчай на Beny за по-добри решения за слънчеви енергийни системи.