La seguridad contra incendios es lo más importante a tener en cuenta cuando se trata de energía solar. Numerosas regulaciones solares reducen el riesgo de incendio, pero deben actualizarse regularmente para reducir los riesgos para los bomberos mientras realizan sus tareas en o dentro de edificios con PV matrices
Muchos países han dado prioridad a las precauciones de seguridad para garantizar que funciones de energia solar segura y permite que los bomberos y otros socorristas vayan al área de seguridad contra incendios. El apagado rápido se puede utilizar en esta situación.
Examinemos los criterios de apagado rápido con más detalle y veamos por qué es crucial que todos los instaladores solares y propietarios de sistemas los conozcan.
El Código Eléctrico Nacional introdujo el requisito de apagado rápido como requisito de seguridad eléctrica en los Estados Unidos (NEC).
Energía solar PV los sistemas deben tener un método para desenergizar o bajar el voltaje de los módulos solares en el techo para cumplir con este criterio. Esto requiere la adición de un interruptor de "encendido o apagado".
El apagado rápido proporciona una forma segura para que los instaladores de energía solar o los bomberos detengan o reduzcan el voltaje y la corriente de una matriz fotovoltaica, lo que les permite trabajar de manera segura y productiva mientras evitan los peligros eléctricos.
Los inversores tienen la capacidad de apagarse para interrumpir el flujo de energía generado por los módulos a través de ellos. Sin embargo, los paneles solares continuarán generando electricidad mientras el sol esté alto, colocando voltaje y corriente en los cables que conectan los paneles al inversor.
Apagar o disminuir el voltaje en su techo al nivel del módulo reduce o elimina la posibilidad de que un bombero sufra una descarga eléctrica por un voltaje excesivo proveniente de los módulos solares.
El inversor y el dispositivo de apagado rápido a nivel de módulo deben comunicarse entre sí de acuerdo con el Código Eléctrico Nacional de EE. UU., y juntos forman un sistema.
Un dispositivo de apagado rápido es un tipo de microinversor o electrónica de potencia a nivel de módulo (MLPE). Están equipados con herramientas que pueden apagar y reducir la salida de voltaje en todo el sistema solar para cumplir con PV Regulaciones de apagado rápido.
Finalmente, un sistema de apagado rápido requiere un inversor. La electricidad generada por los módulos solares se transforma en energía útil para tu hogar a través de un inversor (para más información sobre este proceso lee nuestro blog anterior). Dentro del inversor hay varios iniciadores de apagado rápido.
Estos tres componentes se conocen como equipos fotovoltaicos de parada rápida. Estos dispositivos permiten un sistema de apagado rápido para reducir el voltaje a un nivel seguro. A los efectos de un apagado rápido, PVRSE y PVRSS deben estar listados en UL. El interruptor de apagado rápido puede dejar de funcionar si estas piezas no funcionan correctamente.
Un cambio más profundo en la estructura energética mundial ha llevado a una expansión del nuevo sistema de energía, que utiliza nueva energía como combustible principal, y un aumento en la cantidad de estructuras con sistemas fotovoltaicos en la azotea.
Ya sea que se trate de un sistema doméstico o de una planta de energía industrial y comercial, se anticipa que la capacidad instalada de energía fotovoltaica se expandirá significativamente, y los problemas de seguridad asociados con ella siempre han llamado la atención de la industria.
Las soluciones deben ser confiables porque la seguridad de los bomberos requiere un apagado a nivel de módulo. El arreglo debe apagarse y desenergizarse correctamente cuando los dispositivos de apagado rápido activan un apagado rápido.
Los bomberos suponen que la matriz en realidad está desenergizada, por lo que si esto no sucede, el riesgo podría ser incluso mayor de lo que sería sin el procedimiento de apagado.
Entonces, ¿cómo garantizamos una conmutación segura? Las desconexiones mecánicas de CC, como las que se utilizan en los inversores, deben pasar las pruebas de acuerdo con UL 98B. Además de otras pruebas de seguridad, esta norma exige que se realicen pruebas en condiciones similares a aquellas en las que se pretende que funcione la desconexión.
Los interruptores de CC de estado sólido de la actualidad, por el contrario, solo se prueban según UL1741 y se emplean en cumplimiento de apagado a nivel de módulo. Un interruptor de seguridad o de desconexión de CC no está cubierto por UL 1741.
El entorno de trabajo de los dispositivos MLPE es en realidad más duro que el entorno de trabajo de una desconexión de CC típica en el inversor o sobre él. Se recomienda probar la función de apagado rápido fuera del rango de temperaturas normales de funcionamiento.
Los componentes electrónicos pueden producir ruido eléctrico. Esto no suele ser un problema en el lado de CC de un sistema solar. Sin embargo, los niveles de ruido pueden aumentar drásticamente y obstruir la detección precisa de fallas de arco cuando se utilizan los equipos de apagado rápido actuales.
Interruptor de circuito por falla de arco (AFCI) Los algoritmos realizan un seguimiento de la corriente y el voltaje de CC del sistema solar y buscan rasgos específicos (como fluctuaciones abruptas) que se asemejan a los arcos. Basan su detección en una colección de firmas de arco que describen el aspecto de un arco típico.
El AFCI se activa para apagar un arco o detener un posible arco antes de que ocurra cualquier daño si los patrones de corriente y voltaje detectados se asemejan a una firma de arco. los AFCI algoritmo tiene problemas para distinguir un arco verdadero cuando el ruido eléctrico producido por rápido dispositivos de apagado (como las frecuencias de conmutación de los optimizadores) proporciona señales que se asemejan a arcos reales.
Debido a la conmoción, existe una mayor probabilidad de tropiezos molestos o, peor aún, de no notar un arco real. Además, puede resultar irónico que este ruido adicional interfiera con las señales de apagado de algunos sistemas, lo que hace difícil confiar en que se apagarán cuando sea necesario.
Los conectores de CC contribuyen en gran medida a los arcos en serie en un PV matriz, según una investigación del Instituto Fraunhofer en Alemania y el Centro Solar Nacional BRE en el Reino Unido. Los problemas del conector de CC generalmente tienen una de dos causas fundamentales:
1. Errores de instalación: los errores de instalación más frecuentes son el engaste incorrecto en el sitio y los conectores que no están completamente instalados, los cuales dan como resultado conexiones débiles que pueden causar arcos.
2. Los errores comunes incluyen el uso de herramientas de crimpado incorrectas, la instalación de conectores de manera imprecisa o simplemente una capacitación de instalación insuficiente.
Los conectores de CC fabricados por diferentes fabricantes se denominan conexiones no coincidentes. La incompatibilidad provoca conexiones sueltas, corrosión, intrusión de agua y comportamiento de expansión térmica variable.
Cualquier método de apagado rápido que aumente sustancialmente la cantidad de puntos de conexión puede hacer que el sistema sea más peligroso.
La adopción de la energía solar está impulsada por la rentabilidad, por lo que es fundamental que las tecnologías de apagado rápido no aumenten los costos del sistema a niveles que están fuera del alcance de los consumidores. Los sistemas solares también son una inversión de más de 20 años. Los sistemas con menos piezas y que no sometan los componentes electrónicos a las duras condiciones del techo deberían ser más confiables.
La seguridad debe ser lo primero al evaluar las tecnologías de apagado rápido disponibles en el mercado, seguida del costo adicional.
El apagado rápido se incluyó originalmente en el Código Eléctrico Nacional (NEC) de 2014 para brindar a los bomberos una manera fácil de desenergizar los conductores de CC del sistema solar durante una emergencia y mantener un ambiente seguro en el techo de un edificio.
Esto es para que, en un sistema solar de inversor de cadena típico, el cable de CC del sistema solar permanezca vivo cuando el sol brilla incluso después de apagar el inversor.
El NEC 2017 cambió los estándares para el apagado rápido en función de qué tan cerca está el PV Los conductores del sistema están al PV límite del arreglo, que ahora es la región que se extiende 1 pie (305 mm) en todas las direcciones desde el arreglo.
Dentro de los 30 segundos del inicio del apagado rápido, PV los circuitos dentro de edificios que están fuera del límite de más de 3 pies (1 m) desde el punto de entrada deben limitarse a no más de 30 voltios.
A partir del 1 de enero de 2019, se deberá utilizar una de las siguientes tres alternativas para PV circuitos que están dentro del límite del arreglo:
El PV la matriz debe mencionarse o el campo debe designarse como PV matriz con el cierre rápido. tal PV la matriz debe configurarse y utilizarse de acuerdo con las pautas enumeradas en el etiquetado de campo o listado para apagado rápido PV matrices
PV Los conductores dentro del perímetro o a menos de 3 pies (1 m) del punto donde la superficie del edificio los penetra deben limitarse a no más de 80 voltios dentro de los 30 segundos posteriores al inicio del apagado rápido.
PV las matrices instaladas a más de 8 pies de los elementos conductores puestos a tierra expuestos o del suelo y que no tengan métodos de cableado expuestos ni piezas conductoras están exentas de las reglamentaciones.
La expansión del nuevo sistema eléctrico, que utiliza nuevas energías como combustible principal, y el aumento en el número de edificios con sistemas fotovoltaicos en la azotea son el resultado de una transformación más profunda en la estructura energética global.
Se espera que la capacidad instalada de la energía fotovoltaica aumente drásticamente, independientemente de si se trata de un sistema doméstico o de una planta de energía industrial y comercial, y las preocupaciones de seguridad relacionadas con esto siempre han atraído la atención de la industria.
Mientras que otros sistemas de inversores necesitan componentes adicionales para permitir un apagado rápido, otros ya cumplen fundamentalmente con el apagado rápido a nivel de módulo (NEC 2017 y posterior).
Las opciones de inversores más populares para los sistemas de paneles solares residenciales en los Estados Unidos son los sistemas de microinversores y optimizadores de energía. Afortunadamente, los optimizadores de energía y los microinversores funcionan en el sitio del panel y tienen funciones de apagado rápido incorporadas.
'Para cumplir con NEC 2017 o NEC 2020, es posible que también deba instalar electrónica de potencia a nivel de módulo (MLPE) si instala solo un inversor de cadena. Debería funcionar si combina optimizadores de energía con un inversor de cadena, como lo hace SolarEdge.
Sin embargo, cuando otros estados comenzaron a implementar NEC 2017, muchos fabricantes de inversores de cadena y otras empresas de energía solar desarrollaron nuevas tecnologías MLPE con capacidades de apagado rápido, por lo que los optimizadores de energía no fueron su única opción para cumplir con el apagado rápido. Estos MLPE diseñados expresamente para un apagado rápido suelen ser una opción más económica que agregar optimizadores de energía o microinversores.
Mientras que algunos sistemas inversores pueden activar el apagado rápido sin necesidad de componentes adicionales, otros no lo hacen. Optimizadores de potencia y microinversores ambos incluyen funciones de apagado integradas. Para cumplir con el código NEC de 2017, es posible que deba agregar dispositivos a nivel de módulo si tiene un inversor de cadena.
Antes de realizar cualquier ajuste a su sistema de paneles solares, debe verificar si su sistema cumple con los criterios de apagado rápido porque será inspeccionado por lo mismo. Para encontrar los mejores componentes de apagado rápido para su sistema, puede buscar ayuda profesional.
Los optimizadores de energía entregan CC de bajo voltaje a un inversor centralizado para la conversión a voltaje de CA compatible con la red, y los microinversores convierten CC de bajo voltaje en voltaje de CA compatible con la red pública. Luego, la energía de CA se exporta al servicio eléctrico para que la usen las cargas en el sitio o se exporta a la red para que la usen otros cuando la red pública está disponible.
Estos MLPE dejan de producir energía de CA y ya no pueden proporcionar voltaje o corriente de CA a los circuitos de salida del inversor o a la red, cumpliendo así con los requisitos del Artículo 690.12, cuando la red falla o el PV Los circuitos de CA del sistema están desconectados del servicio público mediante un disyuntor de CA, la extracción del medidor de servicios públicos u otra Desconexión de CA.
Cuando se corta la alimentación de CA al inversor del sistema, los sistemas con optimizadores de energía logran un cumplimiento de apagado rápido.
El inversor envía una señal a los optimizadores para que puedan reducir automáticamente su salida de voltaje a un voltio ante la pérdida de una señal de CA. En este caso, los 350 voltios promedio de una línea de 18 paneles con optimizadores se reducirían a 18 voltios.
La distancia de terminación de 10 pies para los cables de CC dentro del PV la matriz se reduciría a un borde de 1 pie como parte del cambio propuesto por el NEC de 2017 al artículo 690.12. Además, mantendría la restricción del conductor de 30 voltios existente y necesitaría una limitación de 80 voltios en el arreglo dentro del borde de un pie.
Como resultado, sería necesario apagar remotamente cada panel individual desde un interruptor maestro. Los voltajes de cadena entre los paneles y la caja de apagado rápido aún podrían existir hasta 600 voltios de CC, por lo tanto, los sistemas de apagado rápido que se usan ahora según los criterios NEC de 2014 no cumplirían con este nuevo criterio.
En esencia, este nuevo plan requiere algún tipo de dispositivo de apagado en el arreglo o a nivel de módulo para todos los techos. PV .
Aunque no está claro cómo una nueva limitación de 80 voltios en el arreglo mejoraría la seguridad de los bomberos y otros socorristas, la regla adicional en realidad puede hacer que los instaladores sean menos seguros.
¿Dónde está la preocupación por el tiempo prolongado que los instaladores deben dedicar a reemplazar los dispositivos a nivel de módulo defectuosos o desgastados si la industria solar se ve obligada a implementar un apagado a nivel de módulo más riguroso?
Debe tener en cuenta que el personal de servicio tendrá más probabilidades de sufrir caídas, que son la principal causa de muertes laborales en la industria de la construcción.
Con poca o ninguna ganancia de rendimiento, esta regla adicional NEC 2017 propuesta al artículo 690.12 aumentará PV la complejidad del sistema, el riesgo del instalador y el mantenimiento, los gastos y las dificultades de confiabilidad, que tendrán un impacto en el potencial futuro de los techos PV instalaciones.
Tales modificaciones deben estar bien pensadas. El NEC parece estar tratando de resolver un problema que podría no existir.
Los criterios NEC 2017 marcan un desarrollo en la seguridad de PV sistemas Hay varios diseños y dispositivos en el mercado que se adhieren a los criterios de control del código NEC. Utilice el sistema de apagado rápido para protegerse a sí mismo y a su PV sistema de forma segura.
Debe asegurarse de actualizar su sistema solar de acuerdo con los requisitos actualizados del dispositivo de apagado rápido de su estado si su estado tiene códigos para la seguridad de su PV .
La electricidad se produce utilizando un conjunto de paneles solares para proporcionar corriente continua (CC). La corriente alterna (CA), que pueden utilizar sus electrodomésticos, es creada por inversores. Los inversores más grandes se pueden colocar cerca del medidor eléctrico del edificio o del panel de distribución principal, o un sistema puede incluir numerosos inversores pequeños e individuales acoplados a paneles solares individuales.
La mayoría de las líneas eléctricas del edificio se enrutan a través de conductos a lo largo del exterior. Un interruptor de desconexión de CA generalmente se instala cerca del panel de distribución principal de la casa o del medidor eléctrico. Cada interruptor de desconexión debe tener una etiqueta que indique a qué panel solar está conectado.
El interruptor de desconexión solo cortará la conexión de la casa al panel solar. Los paneles pueden impactar a las personas ya que continúan produciendo energía de CC. los energía solar el sistema continuará generando electricidad si tiene una batería de respaldo.
Tenga en cuenta que los paneles solares seguirán funcionando mientras salga el sol. Los paneles solares pueden ser peligrosos, como cualquier otra fuente de electricidad.
Tenga en cuenta los peligros y mantenga una distancia segura de cualquier equipo eléctrico si tiene paneles solares colocados en su techo o en otro lugar de su propiedad. El personal de emergencia debe estar informado de los peligros asociados con los paneles solares.
Cada vez que sale el sol, los conductores de un sistema de paneles solares se cargan eléctricamente.
No existe un método seguro para detener el flujo de corriente a través de esos conductores sin un mecanismo de apagado rápido.
La energía no se puede apagar simplemente apagando el inversor solar, al contrario de lo que cree la mayoría de la gente. Los paneles solares seguirían produciendo electricidad y las conexiones eléctricas que conectan los paneles solares seguirían transportando electricidad.
Cualquiera que entre en contacto con el sistema de paneles solares corre el riesgo de electrocutarse debido a esta corriente viva, incluidos los socorristas que pueden ser llamados por un incidente en su techo.
Los bomberos son particularmente vulnerables ya que con frecuencia ventilan edificios en llamas perforando agujeros en las paredes o techos, lo que podría ponerlos en contacto directo con los conductores o cables del sistema de paneles solares.
Este problema se resuelve con el dispositivo de apagado rápido solar, que desenergiza instantáneamente el sistema de paneles solares y elimina el riesgo de electrocución para cualquiera que suba al techo.
Algunos consejos para un solar saludable dispositivo de apagado rápido son:
La palabra "listado" se origina en el primer nombre del programa de certificación de UL, que se creó hace más de un siglo.
El Código Eléctrico Nacional incluye la palabra "listado", pero no establece que los sistemas y productos deben estar certificados por UL; más bien, analiza las cualidades generales de las organizaciones que brindarían dicho servicio de certificación.
Aunque UL obviamente cree que los fabricantes deben certificar sus productos para un apagado rápido a través de UL, otros laboratorios de prueba de renombre nacional también pueden ayudar.
Debido a que transforman la energía de CC de alto voltaje en energía de CA más segura y de menor voltaje que puede caer a 80 V en 30 segundos, a menudo se piensa que los microinversores cumplen de forma innata con la pv cierre rápido.
Es difícil realizar pruebas después de instalar los inversores, pero UL ha llevado a cabo estas pruebas de manera proactiva para confirmar que los microinversores específicos pueden alcanzar el umbral de 80 V.
Los criterios NEC 2017 se pueden cumplir con tejas solares, tejas u otro edificio integrado PV (BIPV) siempre que no tengan conductores metálicos expuestos o componentes metálicos, o si no están ubicados junto a ningún metal conectado a tierra. Estos sistemas se mantienen separados de los componentes conductores y puestos a tierra.
Esto es todo lo que debe saber como empresa de instalación solar. A nivel mundial, se están desarrollando regulaciones de apagado rápido para proteger a los bomberos mientras operan cerca de la energía solar. PV equipo. Para explorar más a fondo estos beneficios de seguridad, consulte Dispositivos de apagado rápido: soluciones de seguridad indispensables para sistemas fotovoltaicos.
El sistema de apagado rápido (PVRSE) requerido por NEC utiliza una serie de dispositivos para reducir el voltaje a un nivel seguro (PVRSS). Para cumplir con los requisitos de NEC, se requieren componentes como inversores, iniciadores y dispositivos de apagado rápido como MLPE o microinversores.
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