Sådan smelter du et solsystem korrekt

Solpaneler er for nylig blevet meget mere almindelige, da mennesker over hele verden begynder at skifte mod en grønnere og mere bæredygtig livsstil. At gå væk fra nettet kræver, at nogle mennesker er i stand til at udføre deres eget husarbejde, og under omstændigheder som denne er det vigtigt at vide, hvordan man forbinder solpanelerne korrekt. 

I de fleste tilfælde kræves en solcellesikring mellem et solpanel og dets laderegulator, fordi sikringer og afbrydere beskytte ledningerne mod overophedning. Dette forhindrer også, at apparater går i brand eller bliver beskadiget i tilfælde af kortslutning. Men hvis solpanelerne er forbundet i serie, er en sikring sjældent nødvendig.

Hvad er en solsikring?

Solar sikring er en slags sikring specielt beregnet til solenergi systemer, tjene som en kritisk forsvarslinje mod elektriske fejl i dit solsystem. De er designet til at beskytte solcelleudstyret mod overophedning, overbelastning eller kortslutninger, der kan opstå. Når der opstår en elektrisk fejl, fungerer sikringen som et svagt led i kredsløbet, der smelter og afbryder forbindelsen for at forhindre, at der strømmer for stor strøm. Solens sikring kan vælges baseret på flere faktorer såsom fysisk størrelse og form, strømstyrke, brudkapacitet og mange flere.

Uden korrekt brug af sikringer kan en kortslutning eller overbelastning få ledninger til at overophedes, isolering til at smelte og endda starte en brand. Sikringer hjælper med at mindske disse risici ved hurtigt at afbryde strømmen af ​​elektricitet, før der kan ske skade. De beskytter også dine solpaneler mod omvendt strøm, som kan opstå, når et panel bliver skygget eller defekt, hvilket potentielt får det til at trække strøm fra andre paneler i strengen.

Hvornår skal solpaneler smeltes

NEC giver retningslinjer for solpanelsikring baseret på kortslutningsstrømmen (Isc) af panelerne. Koden kræver, at sikringsværdien er mindst 156 % af panelets Isc. For eksempel, hvis et solpanel har en Isc på 10A, vil minimumssikringen være 15.6A, rundet op til den næste standard sikringsstørrelse på 20A.

Serieledninger: Situationer, du ikke behøver at smelte sammen

Når solpaneler er forbundet i serie, er strømmen, der løber gennem hvert panel, den samme. I denne konfiguration er en enkelt sikring for enden af ​​strengen normalt tilstrækkelig til at beskytte hele arrayet. Solcellepanelet behøver ikke at være afsikret, hvis kortslutningsstrømmen i solpanelet er mindre end den maksimale seriesikringsværdi for solpanelet. På grund af følgende er der ingen ekstra beskyttelse eller fordel ved at fusionere denne type array:

Tre 200W paneler er forbundet i rækkefølge. Hvert solpanel har en maksimal seriesikringsværdi på 15A og en maksimal seriekortslutningsstrøm på henholdsvis 10.2A, 9.8A og 9.8A.

I betragtning af at den maksimale seriesikringsværdi er 15A, kan vi antage, at de interne ledninger, dioder, forbindelser og andre dele af det rigtige solpanel kan modstå en maksimal strøm på 15A.

Da arrayets kortslutningsstrøm er 10.2A, er det rimeligt at anføre, at hvis der skulle opstå en kortslutning eller anden fejl i et af solpanelerne, vil panelet være udstyret til at klare situationen, fordi kortslutningsstrømmen ikke kan overstige panelets maksimale sikringsværdi.

Det vil i sidste ende aldrig tillade, at sikringen springer. Få sikringen til at udholde generende slag på konstant basis, når den fungerer normalt. På grund af dette er en sikring ifølge koden ikke nødvendig i denne situation.

Parallel ledningsføring: når sikring er nødvendig

Men når solpaneler er forbundet parallelt, fører hver streng sin egen strøm. I dette tilfælde kræves sikringer til hver parallel streng for at forhindre, at en kortslutning i en streng påvirker de andre. NEC kræver, at hver parallelforbundet streng skal smeltes individuelt, hvor sikringsstørrelsen ikke overstiger panelernes maksimale seriesikringsværdi.

HVOR SKAL FUSE?

Der er tre forskellige steder, hvor sikringen kan monteres i solpanelerne. Den første er mellem batteribanken og laderegulatoren. For det andet kan den placeres mellem laderegulatoren og solpanelerne. Endelig kan sikringen også være til stede mellem inverteren og batteribanken.

En sikring eller afbryder installeret mellem laderegulatoren og batteribanken kan beskytte mod kortslutninger og overbelastninger. Denne sikring skal være klassificeret til at håndtere den maksimale strømudgang fra laderegulatoren.

Sikringen mellem laderegulatoren og solpanelet fungerer effektivt for at beskytte mod overophedning af ledninger og samtidig beskytte apparatet mod enhver skade.

En sikring eller afbryder installeret mellem batteribanken og inverteren kan også beskytte mod kortslutninger og overbelastninger. Sikringen skal være klassificeret til at håndtere det maksimale strømforbrug for inverteren.

Hvilken type/størrelse sikring har vi brug for?

Til solcelleanlæg (PV). for at fungere sikkert, pålideligt og på lang sigt, skal sikringerne have den rigtige størrelse. I modsætning til sædvanlige applikationer til distribution og styring af elektrisk energi er solcellesikringer følsomme over for særlige omstændigheder. Langvarig eksponering for miljøfaktorer kan føre til afvigende omgivende temperaturer, hvilket igen påvirker ledervalg, dimensionering og sikringsydelse. 

Desuden PV moduler producerer kontinuerlige strømme, i modsætning til traditionelle kredsløb, som typisk er dimensioneret baseret på kontinuerlige belastninger, hvilket nødvendiggør yderligere overvejelser for dimensionering af sikringer. Under disse omstændigheder er der en speciel teknik til dimensionering af solsikringer PV systemer er påkrævet.

Fusion af solpanel 

De kommercielle solpaneler med over 50 watt bruger 10 gauge kabler, der kan modstå strømstrømmene på op til 30 ampere. I sådanne tilfælde er sammensmeltning ikke en nødvendighed, hvis panelerne er forbundet i serien. Situationen ændrer sig dog væsentligt, når paneler er forbundet parallelt. For eksempel, hvis der er fire paneler, der hver er klassificeret til 15 ampere, kan en kortslutning i et af dem forårsage, at alle 60 ampere bliver rettet mod det kortsluttede panel. Dette vil resultere i, at ledningerne, der fører til panelet, modtager betydeligt mere strøm end 30 ampere, hvilket potentielt kan forårsage, at det ledningspar går i brand. Derfor er det i parallelforbindelser afgørende at installere sikringer på hvert panel for at forhindre overdreven strøm, der kan føre til overophedning og brandfare.

Fiksering til parallel/kombinationsboks

A kombineringsboks bruges i et parallelt system til at indeholde sikringer og afbrydere for hvert panel samt en eller flere "kombinerede" sikringer, der forbindes til laderegulatoren eller nettilslutningsinverteren. Vi skal først beregne den værst tænkelige strøm, der vil flyde baseret på vores unikke paneler, før vi dimensionerer denne "kombinerede" sikring/afbryder. Det er vigtigt at bemærke, at den samlede strømstyrke for alle sikringerne i kombinationsboksen ikke bør overstige laderegulatorens maksimale indgangsværdi eller ampaciteten af ​​ledningerne, der fører fra kombineringsboksen.

Oplader til batterisikring eller afbryder

Fordi de værst tænkelige forstærkere strømmer til og fra en Pulsbreddemoduleret (PWN) laderegulator er den samme, sikringen og ledningsstørrelsen kan matche. Derimod har MPPT laderegulatorer kapacitet til både at reducere spændingen og øge strømmen, der flyder mellem controlleren og batteribanken, hvilket nødvendiggør en genberegning af den nøjagtige størrelse af ledningen og sikringen eller konsultation af laderegulatorens manual. Til deres Solar Boost 50 (amp) ladecontroller anbefaler Blue Sky for eksempel at installere en 60-amp sikring/afbryder mellem enheden og batteribanken. Endnu en gang skal du vælge en ledning med den korrekte bedømmelse.

Sammensmeltning mellem batteribanken og inverteren

Den sidste sikring eller afbryder mellem batteribanken og vekselretteren skal dimensioneres baseret på vekselretterens kontinuerlige effekt og den maksimale overspændingsstrøm, den kan håndtere. Se inverterproducentens specifikationer for at bestemme den passende sikrings- eller afbryderstørrelse. Som en generel regel bør sikringen være klassificeret til 1.25 til 1.5 gange inverterens kontinuerlige strømmærke. For eksempel, hvis din inverter har en kontinuerlig effekt på 2000W ved 24 volt, vil den kontinuerlige strøm være 2000W ÷ 24V = 83.3A. I dette tilfælde ville du vælge en sikring eller afbryder med en rating mellem 105A og 125A.

Nødvendige værktøjer 

• Vinkelsøger
• Torpedo niveau
• Fisketape
• Kridtstreg
• Trådløs boremaskine (14.4V eller mere), flere batterier
• Unibit og multiple bor (træ, metal, murværk)
• Hulsav
• Hulning
• Momentnøgle med dybe fatninger
• Møtrik drivere 
• Afisoleringstænger
• Crimpere
• Nåletang
• Linjemands tænger
• Slip-joint tang
• Små kabelskærere
• Store kabelskærere
• AC/DC multimeter
• Nedstryger
• Målebånd
• Tæppe, pap eller sort plast 
• Kraftige forlængerledninger
• Caulking pistol
• Sikringsudtrækkere

Forskelle mellem sikringer og afbrydere

Sikringer og afbrydere tjener begge til at beskytte dit solsystem mod elektriske fejl, men de fungerer på lidt forskellige måder. Sikringer er engangsenheder, der smelter og bryder kredsløbet, når de støder på en overstrømssituation. Når en sikring springer, skal den udskiftes.

Strømafbrydere kan på den anden side nulstilles, efter at de udløses. De bruger en mekanisk kontakt til at bryde kredsløbet, når der detekteres en overstrøm. Når fejlen er udbedret, kan afbryderen nulstilles, hvilket genskaber strømmen til kredsløbet.

I solcelleanlæg er sikringer mere almindeligt brugt til mindre strømme, såsom i solpanelstrenge eller mellem laderegulatoren og batteriet. Afbrydere bruges ofte til applikationer med højere strømstyrke, såsom mellem batteribanken og inverteren.

Valg af passende sikringstype

Når du vælger sikringer til dit solcelleanlæg, er det vigtigt at vælge den rigtige type og størrelse. De mest almindelige typer af sikringer, der bruges i solcelleapplikationer, er:

• ANL (blade) sikringer: Disse sikringer bruges almindeligvis i batteri- og inverterkredsløb og fås i størrelser fra 20A til 750A.
• Midget (ATC) sikringer: Disse små, blade-lignende sikringer bruges ofte i solpanelstrenge og kombinationsbokse med størrelser fra 1A til 30A.
• Patronsikringer: Disse cylindriske sikringer fås i en lang række størrelser og bruges ofte i applikationer med højere spænding.

Når du vælger en sikringsstørrelse, skal du altid se NEC-retningslinjerne og specifikationerne for dine solcellekomponenter. Sikringer skal være klassificeret til at håndtere mindst 156 % af den forventede strøm, rundet op til næste standard sikringsstørrelse.

Almindelige fejl, der skal undgås ved sammensmeltning af et solsystem

• Underdimensionerede eller overdimensionerede sikringer: Brug af en sikring, der er for lille, kan få den til at sprænge for tidligt, mens brug af en sikring, der er for stor, muligvis ikke giver tilstrækkelig beskyttelse. Dimensionér altid sikringer i henhold til NEC-retningslinjer og komponentspecifikationer.
• Forsømmelse af sikring af parallelforbundne paneler: Hver parallelforbundne streng skal smeltes individuelt for at forhindre en kortslutning i en streng i at påvirke de andre. Manglende sikring af parallelle strenge kan føre til skader og brandfare.
• Forkert sikringsplacering eller installation: Sikringer skal installeres så tæt på strømkilden som muligt og altid på plusledningen. Forkert placering eller installation kan reducere effektiviteten af ​​sikringen og potentielt forårsage skade på dit system.

Korrekte sikringsinstallationsteknikker

Når du installerer sikringer i dit solsystem, skal du følge disse bedste praksis:

• Brug det rigtige sikringsholder eller sikringsboks for sikringstype og -størrelse. For at udforske komponenthusene yderligere, læs venligst Sikringsholdere: Alt du behøver at vide.
• Installer sikringer på den positive ledning, så tæt på strømkilden som muligt.
• Brug korrekte ledningsstørrelser og stik, hvilket sikrer en tæt og sikker forbindelse.
• Mærk hver sikring eller afbryder tydeligt, og angiv dens formål og klassificering.
• Hold sikringer og afbrydere rene og fri for korrosion, og udskift dem efter behov.

Vedligeholdelse og fejlfinding

Regelmæssig vedligeholdelse og inspektion af dine solsikringer og afbrydere kan hjælpe med at forhindre problemer og sikre dit systems levetid. Periodisk:

• Undersøg visuelt sikringer og afbrydere for tegn på korrosion, beskadigelse eller overophedning.
• Kontroller tilslutninger for tæthed og renhed.
• Test kontinuiteten af ​​sikringer ved hjælp af et multimeter for at sikre, at de stadig er funktionelle.
• Udskift eventuelle sprungede sikringer eller udløste afbrydere, undersøg årsagen til fejlen, før strømmen genoprettes.

Hvis du oplever gentagne sikringsfejl eller afbryderudbrud, kan det indikere et mere alvorligt problem med dit solsystem. Kontakt en professionel solcelleinstallatør eller elektriker for at diagnosticere og løse problemet.

Konklusion

Enhver solpanel system som inkluderer en sikring mellem panelerne og laderegulatoren anbefales stærkt, da det vil beskytte elektriske apparater og gadgets mod strømstød og forhindre, at ledningerne overophedes eller antændes som følge af en overstrøm. Selvom en mindre PV system med paneler forbundet i serie kræver muligvis ikke en sikring, det er altid tilrådeligt at være sikker end undskyld. En hurtig sikring er den sikreste mulighed for systemet. Henvise til Beny for bedre løsninger til solcelleanlæg.