Пожарната безопасност е най-важното нещо, което трябва да имате предвид, когато става въпрос за слънчева енергия. Многобройни соларни разпоредби намаляват риска от пожар, но те трябва редовно да се актуализират, за да намалят опасностите за пожарникарите, докато изпълняват задачите си на или в сгради с PV масиви.
Много държави са поставили предпазните мерки за безопасност като приоритет, за да гарантират това функции на слънчевата енергия безопасно и позволява на пожарникарите и другите лица, реагиращи първи, да отидат до зоната на пожарна безопасност. Бързото изключване може да се използва в тази ситуация.
Нека разгледаме по-подробно критериите за бързо изключване и да видим защо е изключително важно всички инсталатори на соларни системи и собственици на системи да са наясно с тях.
- Национален електрически кодекс въведе изискването за бързо изключване като изискване за електрическа безопасност в Съединените щати (NEC).
Слънчев PV системите трябва да имат метод за изключване или понижаване на напрежението на соларните модули на покрива, за да отговарят на този критерий. Това изисква добавянето на превключвател за включване или изключване.
Бързото изключване осигурява безопасен начин за инсталаторите на слънчева енергия или пожарникарите да спрат или намалят напрежението и тока от фотоволтаичния масив, което им позволява да работят безопасно и продуктивно, като същевременно избягват електрически опасности.
Инверторите имат възможност да се изключват, за да прекъснат потока на генерираната от модулите енергия през тях. Слънчевите панели обаче ще продължат да генерират електричество, докато слънцето изгрее, поставяйки напрежение и ток върху проводниците, които свързват панелите с инвертора.
Изключването или намаляването на напрежението на вашия покрив на ниво модул намалява или елиминира възможността пожарникар да бъде шокиран от прекомерно напрежение, идващо от соларните модули.
Инверторът и устройството за бързо изключване на ниво модул трябва да комуникират помежду си в съответствие с Националния електрически кодекс на САЩ и заедно съставляват система.
Устройството за бързо изключване е вид микроинвертор или електроника на ниво модул (MLPE). Те са оборудвани с инструменти, които могат да изключат и да намалят изходното напрежение в цялата слънчева система, за да се придържат PV Правила за бързо изключване.
И накрая, системата за бързо изключване изисква инвертор. Електричеството, генерирано от соларните модули, се трансформира в полезна енергия за вашия дом чрез инвертор (за повече информация относно този процес прочетете предишния ни блог). Вътре в инвертора има няколко инициатора за бързо изключване.
Тези три компонента са известни като фотоволтаично оборудване за бързо изключване. Тези устройства позволяват система за бързо изключване при понижаване на напрежението до безопасно ниво. За целите на бързо изключване, PVRSE и PVRSS трябва да бъдат в списъка на UL. Превключвателят за бързо изключване може да спре да функционира, ако тези части не функционират правилно.
Една по-дълбока промяна в световната енергийна структура доведе до разширяване на новата енергийна система, която използва нова енергия като основно гориво, и увеличаване на броя на структурите с фотоволтаични системи на покрива.
Независимо дали става дума за домашна система или промишлена и търговска електроцентрала, очаква се инсталираният капацитет на фотоволтаиците да се разшири значително и свързаните с това проблеми с безопасността винаги са привличали вниманието на индустрията.
Решенията трябва да бъдат надеждни, тъй като безопасността на пожарникарите налага изключване на ниво модул. Масивът трябва да бъде успешно изключен и без захранване, когато е активирано бързо изключване от устройствата за бързо изключване.
Пожарникарите предполагат, че масивът всъщност е без ток, така че ако това не се случи, рискът може дори да е по-голям, отколкото би бил без процедурата за изключване изобщо.
И така, как да гарантираме безопасно превключване? Механичните DC прекъсвачи, като тези, използвани в инверторите, трябва да преминат тестове в съответствие с UL 98B. В допълнение към други тестове за безопасност, този стандарт изисква тестване при условия, които са подобни на тези, при които прекъсвачът е предназначен да работи.
Днешните полупроводникови DC превключватели, за разлика от тях, са тествани само по UL1741 и се използват при изключване на ниво модул. DC прекъсвач или предпазен превключвател не се покрива от UL 1741.
Работната среда за MLPE устройства всъщност е по-тежка от работната среда за типично изключване на DC на или на инвертора. Препоръчва се тестване на функцията за бързо изключване извън обхвата на нормалните работни температури.
Електрически шум може да бъде произведен от електронни компоненти. Това обикновено не е проблем от страната на DC на слънчевата система. Нивата на шум обаче могат да се повишат драстично и да попречат на точното откриване на повреда на дъгата, когато се използва днешното оборудване за бързо изключване.
Прекъсвач на веригата при повреда на дъгата (AFCI) алгоритмите следят DC тока и напрежението на слънчевата система и търсят специфични черти (като резки флуктуации), които приличат на дъги. Те базират откриването си на колекция от сигнатури на дъга, които описват как изглежда типичната дъга.
- AFCI се активира, за да изгаси дъга или да спре потенциална дъга, преди да се случи някаква повреда, ако откритите модели на ток и напрежение приличат на сигнатура на дъга. The AFCI алгоритъмът има проблеми с разграничаването на истинска дъга, когато електрическият шум, произведен от quick устройства за изключване (като например от превключващи честоти на оптимизатори) предоставя сигнали, които приличат на истински дъги.
Поради суматохата има по-голям шанс за неприятно спъване или, още по-лошо, да не забележите действителна дъга. Освен това може да е иронично, че този допълнителен шум пречи на сигналите за изключване на някои системи, което затруднява вярването, че те ще се изключат, когато е необходимо.
DC конекторите са основен фактор за серийните дъги в a PV масив, според изследване на института Fraunhofer в Германия и BRE National Solar Center в Обединеното кралство. Проблемите с DC конектора обикновено имат една от двете основни причини:
1. Грешки при инсталиране: Най-честите грешки при инсталиране са неправилно кримпване на място и конектори, които не са напълно инсталирани, като и двете водят до слаби връзки, които могат да причинят дъгова дъга.
2. Често срещаните грешки включват използване на грешни инструменти за кримпване, непрецизно инсталиране на съединители или просто недостатъчно обучение за инсталиране.
DC конекторите, направени от различни производители, се наричат несъответстващи връзки. Несъвместимостта причинява разхлабени връзки, корозия, проникване на вода и променливо поведение при термично разширение.
Всеки метод за бързо изключване, който значително увеличава броя на точките за свързване, може да направи системата по-опасна.
Възприемането на слънчевата енергия се ръководи от рентабилността, поради което е изключително важно технологиите за бързо изключване да не повишават системните разходи до нива, недостъпни за потребителите. Слънчевите системи също са 20+ годишна инвестиция. Системите с по-малко части и такива, които не подлагат електрониката на тежки покривни условия, трябва да бъдат по-надеждни.
Безопасността трябва да е на първо място при оценката на наличните на пазара технологии за бързо изключване, последвана от допълнителните разходи.
Бързото изключване първоначално беше включено в Националния електрически кодекс (NEC) от 2014 г., за да даде на пожарникарите лесен начин да изключат постояннотоковите проводници на слънчевата система по време на авария и да поддържат безопасна среда на покрива на сградата.
Това е така, че при типична струнна инверторна слънчева система DC проводникът от слънчевата система остава жив, когато слънцето грее, дори след като инверторът е изключен.
2017 NEC промени стандартите за бързо изключване въз основа на това колко близо е PV проводниците на системата са към PV граница на масива, която сега е областта, която се простира на 1 фут (305 mm) във всички посоки от масива.
В рамките на 30 секунди след започване на бързо изключване, PV вериги вътре в сгради, които са извън границата на повече от 3 фута (1 m) от точката на влизане, трябва да бъдат ограничени до не повече от 30 волта.
Считано от 1 януари 2019 г. трябва да се използва една от следните три алтернативи PV вериги, които са вътре в границата на масива:
- PV масивът трябва да бъде споменат или полето да бъде обозначено като a PV масив с бързо изключване. Такъв PV масивът трябва да бъде настроен и използван в съответствие с указанията, изброени в етикета на полето или списъка за бързо изключване PV масиви.
PV проводниците вътре в периметъра или на по-малко от 3 фута (1 m) от точката, където повърхността на сградата прониква в тях, трябва да бъдат ограничени до не повече от 80 волта в рамките на 30 секунди след започване на бързото изключване.
PV масиви, инсталирани на повече от 8 фута от открити заземени проводящи елементи или земята и без открити методи за окабеляване и проводими части, са освободени от разпоредбите.
Разширяването на новата енергийна система, която използва нова енергия като основно гориво, и увеличаването на броя на сградите с фотоволтаични системи на покрива са резултат от по-дълбока трансформация в глобалната енергийна структура.
Инсталираният капацитет на фотоволтаиците се очаква да се увеличи драстично, независимо дали става въпрос за битова система или промишлена и търговска електроцентрала, а свързаните с нея опасения за безопасност винаги са привличали вниманието на индустрията.
Докато други инверторни системи се нуждаят от допълнителни компоненти, за да позволят бързо изключване, други вече са фундаментално съвместими с бързото изключване на ниво модул (NEC 2017 и по-нови).
Най-популярният избор на инвертор за жилищни слънчеви панели в Съединените щати са микроинверторни системи и системи за оптимизиране на мощността. За щастие оптимизаторите на мощността и микроинверторите работят на мястото на панела и имат вградени функции за бързо изключване.
„За да бъдете в съответствие с NEC 2017 или NEC 2020, може допълнително да се наложи да инсталирате силова електроника на ниво модул (MLPE), ако инсталирате само стрингов инвертор. Трябва да работи, ако комбинирате оптимизатори на мощността със стринг инвертор, както прави SolarEdge.
Въпреки това, когато допълнителни държави започнаха да прилагат NEC 2017, много производители на струнни инвертори и други слънчеви компании разработиха нови MLPE технологии с възможности за бързо изключване, така че оптимизаторите на мощността не бяха вашият единствен избор за бързо изключване в съответствие. Тези MLPE, проектирани специално за бързо изключване, често са по-икономичен избор от добавянето на оптимизатори на мощността или микроинвертори.
Докато някои инверторни системи могат да задействат бързо изключване без нужда от допълнителни компоненти, други не го правят. Оптимизатори на мощността и микроинвертори и двете включват вградени функции за изключване. За да бъдете в съответствие с кода на NEC за 2017 г., може да се наложи да добавите устройства на ниво модул, ако имате стринг инвертор.
Преди да направите каквито и да било корекции на вашата система от слънчеви панели, трябва да проверите дали системата ви отговаря на критериите за бързо изключване, защото ще бъдете проверени за същото. За да намерите най-добрите компоненти за бързо изключване за вашата система, може да потърсите професионална помощ.
Оптимизаторите на мощността доставят ниско напрежение DC към централизиран инвертор за преобразуване в съвместимо с мрежата променливо напрежение, а микроинверторите преобразуват ниско напрежение DC в съвместимо с мрежата променливо напрежение. След това променливотоковото захранване се експортира към електрическата услуга за използване от товари на място или се експортира към мрежата за използване от други, когато комуналната мрежа е налична.
Тези MLPE спират да произвеждат променливотоково захранване и вече не са в състояние да осигурят променливо напрежение или ток в изходните вериги на инвертора или към мрежата, като по този начин отговарят на изискванията на член 690.12, когато мрежата се повреди или PV системните променливотокови вериги са изключени от комуналната услуга чрез прекъсвач на променлив ток, премахване на електромера или друго AC изключване.
Когато променливотоковото захранване към системния инвертор бъде прекъснато, системите с оптимизатори на мощността постигат бързо съответствие на изключването.
Инверторът доставя сигнал на оптимизаторите, така че те да могат автоматично да намалят изходното си напрежение до един волт при загуба на AC сигнал. В този случай средните 350 волта на линия от 18 панела с оптимизатори ще бъдат намалени до 18 волта.
Крайното разстояние от 10 фута за DC проводници вътре в PV масивът ще бъде намален до граница от 1 фут като част от предложената от 2017 NEC промяна на член 690.12. Освен това ще запази съществуващото ограничение на 30-волтовия проводник, като същевременно се нуждае от ограничение от 80 волта в масива вътре в границата от един фут.
В резултат на това би било необходимо да се изключи дистанционно всеки отделен панел от главен превключвател. Струновите напрежения между панелите и кутията за бързо изключване може все още да съществуват до 600 волта постоянен ток, следователно системите за бързо изключване, които сега се използват съгласно критериите на NEC от 2014 г., няма да отговарят на този нов критерий.
По същество този нов план изисква някакъв вид устройство за изключване на ниво масив или модул за всички покривни PV системи.
Въпреки че не е ясно как ново ограничение от 80 волта в масива би подобрило безопасността на пожарникарите и другите лица, реагиращи бързо, допълнителното правило всъщност може да направи инсталаторите по-малко безопасни.
Къде е загрижеността за удълженото време, което монтажниците трябва да отделят за подмяна на повредени или износени устройства на модулно ниво, ако слънчевата индустрия е принудена да приложи по-сурово изключване на модулно ниво?
Трябва да имате предвид, че обслужващите хора ще са по-склонни да претърпят падания, които са водещата причина за смъртни случаи при работа в строителната индустрия.
С малко или никакво увеличение на производителността, това предложено допълнително правило на NEC от 2017 г. към член 690.12 ще се увеличи PV сложност на системата, риск от инсталатора и поддръжката, разходи и трудности с надеждността, които ще окажат влияние върху бъдещия потенциал на покрива PV инсталации.
Такива модификации трябва да бъдат добре обмислени. NEC изглежда се опитва да реши проблем, който може дори да не съществува.
Критериите на NEC 2017 отбелязват развитие в безопасността на PV системи. Има няколко дизайна и устройства на пазара, които се придържат към контролните критерии на NEC кода. Използвайте системата за бързо изключване, за да защитите себе си и своите PV система безопасно.
Трябва да се уверите, че актуализирате вашата слънчева система в съответствие с актуализираните изисквания на устройството за бързо изключване на вашия щат, ако вашият щат има кодове за безопасността на вашия PV система.
Електричеството се произвежда с помощта на масив от слънчеви панели за осигуряване на постоянен ток (DC). Променливият ток (AC), който вашите уреди могат да използват, се създава от инвертори. По-големите инвертори могат да бъдат поставени близо до електромера на сградата или главното разпределително табло или системата може да включва множество малки индивидуални инвертори, свързани към отделни слънчеви панели.
По-голямата част от електрическите линии на сградата са прекарани през тръби по външната страна. Превключвател за променлив ток обикновено се инсталира близо до главния разпределителен панел на къщата или електромера. Всеки превключвател за изключване трябва да има етикет, указващ към кой соларен масив е свързан.
Само връзката на дома със слънчевия масив ще бъде прекъсната от превключвателя за изключване. Панелите могат да шокират хората, тъй като продължават да произвеждат постоянен ток. The слънчева енергия системата ще продължи да генерира електричество, ако има резервна батерия.
Имайте предвид, че слънчевите панели ще продължат да функционират, докато слънцето е навън. Слънчевите панели могат да бъдат опасни, точно както всеки друг източник на електричество.
Имайте предвид опасностите и поддържайте безопасно разстояние от каквото и да е електрическо оборудване, ако имате слънчеви панели, поставени на покрива ви или на друго място във вашия имот. Аварийният персонал трябва да бъде информиран за опасностите, свързани със слънчевите масиви.
Всеки път, когато слънцето е навън, проводниците в системата от слънчеви панели се зареждат електрически.
Няма безопасен метод за спиране на тока, протичащ през тези проводници, без механизъм за бързо изключване.
Захранването не може да бъде изключено само чрез изключване на соларния инвертор, противно на това, което повечето хора вярват. Слънчевите панели все още ще произвеждат електричество, а електрическите връзки, свързващи слънчевите панели, ще продължат да пренасят електричество.
Всеки, който влезе в контакт със системата от слънчеви панели, е изложен на риск от токов удар поради този ток под напрежение, включително лицата за първа помощ, които могат да бъдат извикани при инцидент на вашия покрив.
Пожарникарите са особено уязвими, тъй като те често проветряват горящите сгради чрез пробиване на дупки в стените или покривите, което може да ги постави в пряк контакт с проводниците или кабелите на системата от слънчеви панели.
Този проблем е решен чрез соларно устройство за бързо изключване, което незабавно изключва системата от слънчеви панели и елиминира риска от токов удар за всеки, който се катери на покрива.
Няколко съвета за здравословна слънчева енергия устройство за бързо изключване са:
Думата „изброени“ произлиза от първото име на програмата за сертифициране на UL, която е създадена преди повече от век.
Националният електрически кодекс включва думата „изброени“, но не посочва, че системите и продуктите трябва да бъдат сертифицирани по UL; по-скоро се обсъждат общите качества на организациите, които биха предоставили такава сертификационна услуга.
Въпреки че UL очевидно вярва, че производителите трябва да сертифицират своите продукти за бързо изключване чрез UL, други национално известни лаборатории за тестване също могат да помогнат.
Тъй като преобразуват постояннотоково захранване с високо напрежение в по-безопасно променливотоково захранване с по-ниско напрежение, което може да падне до 80 V за 30 секунди, микроинверторите често се смятат за вродено съвместими с pv бързо изключване.
Тестването след инсталирането на инверторите е трудно, но UL проактивно извърши тези тестове, за да потвърди, че конкретни микроинвертори могат да отговорят на прага от 80 V.
Критериите на NEC 2017 могат да бъдат изпълнени от слънчеви керемиди, керемиди или други интегрирани сгради PV (BIPV), стига да нямат открити метални проводници или метални компоненти или ако не са разположени до заземен метал. Тези системи се държат отделно от проводими и заземени компоненти.
Това беше всичко, което трябва да знаете като бизнес за инсталиране на слънчева енергия. В световен мащаб се разработват разпоредби за бързо изключване, за да се предпазят пожарникарите, докато работят близо до слънчева енергия PV оборудване. За да разгледате по-подробно тези предимства за безопасност, вижте Устройства за бързо изключване: незаменими решения за безопасност за фотоволтаични системи.
Системата за бързо изключване (PVRSE), изисквана от NEC, използва редица устройства за понижаване на напрежението до безопасно ниво (PVRSS). За да се изпълнят изискванията на NEC, са необходими компоненти като инвертори, инициатори и устройства за бързо изключване като MLPE или микроинвертори.
Можете да контакт водещият производител на устройства за бързо изключване, ако търсите доставчик за вашия бизнес.