Kiire väljalülitusseadme tõrkeotsing 101

Tuleohutus on kõige olulisem asi, mida päikeseenergia puhul silmas pidada. Arvukad päikesekaitsealased eeskirjad vähendavad tulekahjuohtu, kuid neid tuleb regulaarselt ajakohastada, et vähendada tuletõrjujate ohtu, kui nad täidavad oma ülesandeid hoonetel või nendes PV massiivid.

Paljud riigid on selle tagamiseks seadnud esikohale ettevaatusabinõud päikeseenergia funktsioonid ohutult ning lubab tuletõrjujatel ja teistel esmareageerijatel minna tuleohutusalasse. Sellises olukorras saab kasutada kiiret väljalülitamist. 

Uurime üksikasjalikumalt kiire väljalülitamise kriteeriume ja vaatame, miks on oluline, et kõik päikeseenergia paigaldajad ja süsteemide omanikud oleksid neist teadlikud.

Kuidas see toimib? 

. Riiklik elektrikood kehtestas Ameerika Ühendriikides (NEC) elektriohutuse nõudena kiire väljalülitamise nõude. 

Päikese- PV süsteemidel peab selle kriteeriumi täitmiseks olema meetod katusel asuvate päikesemoodulite pinge väljalülitamiseks või pinge alandamiseks. See nõuab sisse- või väljalüliti lisamist.

Kiire väljalülitamine pakub päikesepatarei paigaldajatele või tuletõrjujatele ohutut viisi fotogalvaanilise massiivi pinge ja voolu peatamiseks või vähendamiseks, võimaldades neil töötada ohutult ja produktiivselt, vältides elektriohte.

Inverterid on võimelised välja lülituma, et katkestada moodulite toodetud energiavoog läbi nende. Päikesepaneelid jätkavad aga elektritootmist seni, kuni päike on üleval, asetades pinge ja voolu juhtmetele, mis ühendavad paneele inverteriga.

Katusel oleva pinge väljalülitamine või vähendamine mooduli tasemel vähendab või välistab võimaluse, et tuletõrjuja saab päikesemoodulitest tuleva liigse pinge tõttu šoki.

Inverter ja moodulitaseme kiirseiskamisseade peavad üksteisega suhtlema vastavalt USA riiklikule elektrikoodeksile ja koos moodustavad nad süsteemi.

Miks peaks kiire väljalülitusseade töötama? 

Rapid Shutdown Device on omamoodi mikroinverter või mooduli tasemel toiteelektroonika (MLPE). Need on varustatud tööriistadega, mis võivad kogu päikesesüsteemis välja lülitada ja väljundpinget alandada, et järgida PV Kiire väljalülitamise eeskirjad.

Lõpuks nõuab kiire väljalülitussüsteem inverterit. Päikesemoodulite toodetud elekter muudetakse inverteri kaudu teie kodu jaoks kasulikuks energiaks (selle protsessi kohta lisateabe saamiseks lugege meie eelmist ajaveebi). Inverteri sees on mitu Rapid Shutdown initsiaatorit.

Neid kolme komponenti tuntakse fotogalvaaniliste kiirseiskamisseadmetena. Need seadmed võimaldavad kiiret väljalülitussüsteemi, et viia pinge ohutule tasemele. Kiireks väljalülitamiseks peavad PVRSE ja PVRSS olema UL-loendis. Kiire väljalülituslüliti võib lakata töötamast, kui need osad ei tööta korralikult.

Toimingud tavaliste kiire väljalülitusseadmete rikete tuvastamiseks 

Sügavam muutus maailma energiastruktuuris on toonud kaasa uue elektrisüsteemi laienemise, mis kasutab uut energiat peamise kütusena, ja katusel asuvate fotogalvaaniliste süsteemidega konstruktsioonide arvu suurenemiseni. 

Olgu tegemist kodusüsteemi või tööstusliku ja kaubandusliku elektrijaamaga, eeldatakse, et fotogalvaaniliste elektriseadmete installeeritud võimsus suureneb oluliselt ning sellega seotud ohutusprobleemid on alati tööstuse tähelepanu köitnud.

• Seadme hädaolukorras väljalülitamine

Lahendused peavad olema usaldusväärsed, sest tuletõrjujate ohutus nõuab mooduli tasemel seiskamist. Massiiv peab olema edukalt välja lülitatud ja pingevaba, kui kiirseiskamisseadmed lubavad kiirseiskamise. 

Tuletõrjujad eeldavad, et massiiv on tegelikult pingevaba, nii et kui seda ei juhtu, võib oht olla isegi suurem, kui see oleks ilma sulgemisprotseduurita.

Kuidas siis tagada ohutu ümberlülitumine? Mehaanilised alalisvoolu lahtiühendajad, nagu need, mida kasutatakse inverteritel, peavad läbima testimise vastavalt standardile UL 98B. Lisaks muudele ohutustestidele nõuab see standard katsetamist tingimustes, mis on sarnased nendega, mille puhul lahtiühendamine on ette nähtud. 

Tänapäeva pooljuht-alalisvoolulüliteid on seevastu testitud ainult UL1741 järgi ja neid kasutatakse moodulitasemel väljalülitamise vastavuses. UL 1741 ei hõlma alalisvoolu lahtiühendamist või turvalülitit. 

MLPE-seadmete töökeskkond on tegelikult karmim kui tüüpilise alalisvoolu lahtiühendamise töökeskkond inverteri juures või selle peal. Soovitatav on testida kiire väljalülitamise funktsiooni väljaspool tavapärast töötemperatuuri vahemikku.

• Kaare rikke tuvastamine ja õige väljalülitusreaktsioon

Elektrilist müra võivad tekitada elektroonilised komponendid. Tavaliselt pole see probleem päikesesüsteemi alalisvoolu poolel. Kuid tänapäevaste kiire väljalülitusseadmete kasutamisel võib müratase järsult tõusta ja takistada täpset kaare rikke tuvastamist. 

Kaare rikke vooluahela katkestus (AFCI) algoritmid jälgivad päikesesüsteemi alalisvoolu ja pinget ning otsivad spetsiifilisi tunnuseid (nt järske kõikumisi), mis meenutavad kaare. Nad põhinevad oma tuvastamisel kaare allkirjade kogumil, mis kirjeldavad tüüpilise kaare väljanägemist. 

. AFCI aktiveeritakse kaare kustutamiseks või tulevase kaare peatamiseks enne kahjustuste tekkimist, kui tuvastatud voolu- ja pingemustrid sarnanevad kaare signatuuriga. The AFCI Algoritmil on raskusi tõelise kaare eristamisega, kui kiire elektrimüra tekitab väljalülitusseadmed (näiteks optimeerijate lülitussageduste kaudu) annab signaale, mis meenutavad tõelisi kaare. 

Müra tõttu on suurem tõenäosus komistamiseks või, mis veelgi hullem, tegelikku kaare märkamata jätmiseks. Lisaks võib olla irooniline, et see lisamüra häirib mõne süsteemi väljalülitussignaale, mistõttu on raske uskuda, et need vajaduse korral välja lülituvad.

• Ühenduste arvu tuvastamine kaareriski vähendamiseks

Alalisvoolu pistikud on a. jadakaarte oluliseks teguriks PV massiivi, vastavalt Saksamaa Fraunhoferi Instituudi ja Ühendkuningriigi BRE riikliku päikesekeskuse uuringutele. Alalisvoolupistiku probleemidel on tavaliselt üks kahest algpõhjusest:

1. Paigaldusvead: Kõige sagedasemad paigaldusvead on kohapealne ebaõige kokkupressimine ja mitte täielikult paigaldatud pistikud, mille tulemuseks on nõrgad ühendused, mis võivad põhjustada kaare teket. 

2. Levinud vead on valede pressimistööriistade kasutamine, pistikute ebatäpne paigaldamine või lihtsalt ebapiisav paigalduskoolitus.

Erinevate tootjate alalisvoolupistikuid nimetatakse sobimatuteks ühendusteks. Kokkusobimatus põhjustab lahtisi ühendusi, korrosiooni, vee sissetungimist ja muutuvat soojuspaisumist.

Mis tahes kiire väljalülitamise meetod, mis suurendab oluliselt ühenduspunktide arvu, võib muuta süsteemi ohtlikumaks.

• Seadme pikaealisuse avastamine

Päikeseenergia kasutuselevõttu ajendab kulutõhusus, mistõttu on ülioluline, et kiire väljalülitamise tehnoloogiad ei tõstaks süsteemikulusid tarbijatele kättesaamatuks. Päikesesüsteemid on ka 20+ aastane investeering. Süsteemid, milles on vähem osi ja mis ei allu elektroonikale karmidele katusetingimustele, peaksid olema töökindlamad.

Turul saadaolevate kiirseiskamistehnoloogiate hindamisel peaks esikohal olema ohutus, millele järgneb lisakulu.

Kiire seiskamine lisati algselt 2014. aasta riiklikusse elektrikoodeksisse (NEC), et anda tuletõrjujatele lihtne viis päikesesüsteemi alalisvoolujuhtmete pingest vabastamiseks hädaolukorras ja hoone katusel turvalise keskkonna säilitamiseks. 

Seda nii, et tüüpilise string-inverteriga päikesesüsteemi puhul jääb päikesesüsteemi alalisvoolujuhe ellu ka pärast inverteri väljalülitamist, kui päike paistab.

2017. aasta NEC muutis kiire väljalülitamise standardeid selle põhjal, kui lähedal on PV süsteemi juhtmed on PV massiivi piir, mis on nüüd piirkond, mis ulatub massiivist kõigis suundades 1 jala (305 mm) võrra.

30 sekundi jooksul pärast kiiret väljalülitamist PV vooluringid hoonetes, mis asuvad väljaspool sisendpunktist rohkem kui 3 jala (1 m) piire, peavad olema piiratud kuni 30 voltiga.

Alates 1. jaanuarist 2019 tuleb kasutada ühte kolmest järgmisest alternatiivist PV ahelad, mis asuvad massiivi piirides:

. PV massiivi tuleb mainida või väli tähistada kui a PV massiivi kiire väljalülitamisega. Selline PV massiiv tuleb seadistada ja kasutada vastavalt juhistele, mis on loetletud välja märgistuses või loendis kiireks väljalülitamiseks PV massiivid.

PV Juhtmed perimeetri sees või vähem kui 3 m kaugusel kohast, kus hoone pind neid läbistab, ei tohi 1 sekundi jooksul pärast kiirseiskamise algust piirata rohkem kui 80 volti.

PV massiivid, mis on paigaldatud rohkem kui 8 jala kaugusele katmata maandatud juhtivatest elementidest või maapinnast ning millel puuduvad avatud juhtmestiku meetodid ja juhtivad osad, on eeskirjadest vabastatud.

Uue elektrisüsteemi laiendamine, mis kasutab peamise kütusena uut energiat, ja katusel asuvate fotogalvaaniliste süsteemidega hoonete arvu suurenemine on globaalse energiastruktuuri põhjalikuma ümberkujundamise tulemus.

Prognooside kohaselt kasvab fotogalvaanika installeeritud võimsus hüppeliselt, olenemata sellest, kas tegemist on majapidamissüsteemiga või tööstusliku ja kaubandusliku elektrijaamaga ning sellega seotud ohutusprobleemid on alati tööstuse tähelepanu pälvinud.

Rapid Shutdowni koostoime inverterite ja võimsuse optimeerijatega

Kui teised inverterisüsteemid vajavad kiireks väljalülitamiseks lisakomponente, siis teised on juba põhimõtteliselt ühilduvad moodulitaseme kiirseiskamisega (NEC 2017 ja uuemad).

Kõige populaarsemad inverterivalikud elamute päikesepaneelisüsteemide jaoks Ameerika Ühendriikides on mikroinverterid ja võimsuse optimeerimise süsteemid. Õnneks töötavad nii võimsuse optimeerijad kui ka mikroinverterid paneelis ja neil on sisseehitatud kiire väljalülitamise funktsioonid.

"NEC 2017 või NEC 2020 järgimiseks peate võib-olla lisaks installima moodulitaseme toiteelektroonika (MLPE), kui installite ainult stringinverteri. See peaks töötama, kui ühendate võimsuse optimeerijad stringinverteriga, nagu seda teeb SolarEdge.

Kui aga lisariigid hakkasid NEC 2017 juurutama, töötasid paljud stringinverterite tootjad ja teised päikeseenergia ettevõtted välja uued kiire väljalülitamise võimalustega MLPE-tehnoloogiad, nii et võimsuse optimeerijad ei olnud teie ainus valik kiire väljalülitamise järgimiseks. Need MLPE-d, mis on loodud spetsiaalselt kiireks väljalülitamiseks, on sageli säästlikumad kui võimsuse optimeerijate või mikroinverterite lisamine.

Kuigi mõned inverterisüsteemid võivad käivitada kiire väljalülitamise ilma lisakomponente kasutamata, teised seda ei tee. Võimsuse optimeerijad ja mikroinverterid mõlemad sisaldavad sisseehitatud seiskamisfunktsioone. 2017. aasta NEC-koodi järgimiseks peate võib-olla lisama moodulitaseme seadmeid, kui teil on stringinverter.

Enne päikesepaneelide süsteemi muudatuste tegemist peaksite kontrollima, kas teie süsteem vastab kiire väljalülitamise kriteeriumidele, kuna teid kontrollitakse samade kriteeriumide suhtes. Oma süsteemi jaoks parimate kiire väljalülitamise komponentide leidmiseks võite otsida professionaalset abi.

Toite optimeerijad edastavad madalpinge alalisvoolu tsentraliseeritud inverterile, et teisendada võrguga ühilduvale vahelduvpingele, ja mikroinverterid muudavad madalpinge alalisvoolu elektrivõrguga ühilduvaks vahelduvpingeks. Vahelduvvool eksporditakse seejärel elektriteenistusse, et seda saaks kasutada kohapealsed koormused, või eksporditakse võrku teistele kasutamiseks, kui elektrivõrk on saadaval. 

Need MLPE-d lõpetavad vahelduvvoolu tootmise ega suuda enam anda vahelduvpinget ega voolu inverteri väljundahelatesse ega võrku, täites seega artikli 690.12 nõuded, kui võrk ebaõnnestub või PV süsteemi vahelduvvooluahelad on kommunaalteenustest lahti ühendatud vahelduvvoolu kaitselüliti, elektriarvesti eemaldamise või muu Vahelduvvoolu lahtiühendamine.

Kui süsteemi inverteri vahelduvvool katkeb, saavutavad võimsuse optimeerijaga süsteemid kiire väljalülitamise vastavuse. 

Inverter edastab signaali optimeerijatele, et nad saaksid vahelduvvoolu signaali kadumisel automaatselt oma väljundpinget ühele voltile vähendada. Sel juhul väheneks optimeerijatega 350 paneelist koosneva liini keskmine 18 volti 18 volti.

10 jala pikkune kaugus alalisvoolujuhtmete jaoks PV massiivi vähendataks 1-jalase piirini osana 2017. aasta NEC kavandatud muudatusest artiklis 690.12. Lisaks säilitaks see olemasoleva 30-voldise juhi piirangu, vajades samal ajal massiivisisest 80-voldist piirangut ühe jala piiri sees. 

Sellest tulenevalt oleks vaja iga üksiku paneeli kauglülitist välja lülitada. Paneelide ja kiirseiskamiskasti vahelised pinged võivad endiselt eksisteerida kuni 600 volti alalisvooluni, seega ei vastaks praegu 2014. aasta NEC-kriteeriumide alusel kasutatavad kiirseiskamissüsteemid sellele uuele kriteeriumile. 

Sisuliselt nõuab see uus plaan mingit sorti massisisene või mooduli tasemel väljalülitusseadet kõigi katusekatete jaoks PV süsteeme.

Kuigi on ebaselge, kuidas uus maatriksisisene 80-voldine piirang tuletõrjujate ja teiste esmareageerijate ohutust parandaks, võib täiendav reegel muuta paigaldajate ohutumaks. 

Kus on mure selle pärast, et paigaldajad peavad kulutama pikema aja pärast rikkis või kulunud moodulitasemel seadmete väljavahetamisele, kui päikeseenergiatööstus on sunnitud rakendama karmimat moodulitasemel seiskamist? 

Peate arvestama, et teenindajad kogevad tõenäolisemalt kukkumisi, mis on ehitustööstuses töösurmade peamine põhjus.

See 2017. aasta NEC-i artikli 690.12 väljapakutud lisareegel suurendab jõudlust vähese või üldse mitte. PV süsteemi keerukus, paigaldaja ja hoolduse risk, kulud ja töökindlusega seotud raskused, mis mõjutavad katuse tulevast potentsiaali PV rajatised. 

Sellised muudatused peavad olema hästi läbi mõeldud. NEC näib püüdvat lahendada probleemi, mida ei pruugi isegi eksisteerida.

NEC 2017 kriteeriumid tähistavad ohutuse arengut PV süsteemid. Turul on mitmeid disainilahendusi ja seadmeid, mis vastavad NEC-koodi juhtimiskriteeriumidele. Kasutage enda ja enda kaitsmiseks kiirseiskamissüsteemi PV süsteem ohutult.

Peate veenduma, et värskendate oma päikesesüsteemi vastavalt teie osariigi kiirseiskamisseadme uuendatud nõuetele, kui teie osariigis on teie turvalisuse koodid. PV süsteemi.

Elektrit toodetakse päikesepaneelide massiivi abil, et tagada alalisvool. Vahelduvvoolu (AC), mida teie seadmed võivad kasutada, loovad inverterid. Suuremad inverterid võib paigutada hoone elektriarvesti või peajaotuspaneeli lähedusse või süsteem võib sisaldada arvukalt väikeseid, üksikuid invertereid, mis on ühendatud üksikute päikesepaneelidega.

Suurem osa hoone elektriliinidest on juhitud piki välisilme olevate juhtmete kaudu. Vahelduvvoolu lahtiühendamislüliti paigaldatakse tavaliselt maja peajaotuspaneeli või elektriarvesti lähedusse. Igal lahtiühendamislülitil peab olema silt, mis näitab, millise päikesepaneeliga see on ühendatud.

Lahkumislüliti katkestab ainult kodu ühenduse päikesepaneeliga. Paneelid võivad inimesi šokeerida, kuna nad jätkavad alalisvoolu tootmist. The päikeseenergia süsteem jätkab elektrienergia tootmist, kui sellel on varuaku.

Pidage meeles, et päikesepaneelid töötavad nii kaua, kuni päike väljas on. Päikesepaneelid võivad olla ohtlikud, nagu iga teinegi elektriallikas. 

Pöörake tähelepanu ohtudele ja hoidke elektriseadmetega kindlat kaugust, kui teie katusel või mõnes muus kohas on päikesepaneelid. Päästetöötajaid tuleks teavitada päikesepaneelidega seotud ohtudest.

Näpunäiteid terve päikeseenergia kiire väljalülitusseadme jaoks

Iga kord, kui päike on väljas, saavad päikesepaneelide süsteemi juhid elektriliselt laetud.

Puudub ohutu meetod nende juhtmete kaudu voolava voolu peatamiseks ilma kiire väljalülitusmehhanismita.

Vastupidiselt sellele, mida enamik inimesi usub, ei saa voolu välja lülitada, kui lülitate lihtsalt päikeseenergia inverteri välja. Päikesepaneelid toodaksid endiselt elektrit ja päikesepaneele ühendavad elektriühendused kannaksid endiselt elektrit.

Kõigil, kes puutuvad kokku päikesepaneelide süsteemiga, on selle pinge all oleva voolu tõttu elektrilöögi oht, sealhulgas esmareageerijad, kellele võidakse helistada teie katusel aset leidva intsidendi korral.

Tuletõrjujad on eriti haavatavad, kuna nad ventileerivad põlevaid hooneid sageli, puurides seintesse või katustesse auke, mis võivad sattuda otsesesse kontakti päikesepaneelide süsteemi juhtmete või kaablitega.

Selle probleemi lahendab kiire väljalülitusseade päikesepatarei, mis lülitab päikesepaneelide süsteemi koheselt pingest välja ja välistab elektrilöögi ohu kõigile, kes katusele ronivad.

Mõned näpunäited terve päikeseenergia jaoks kiire väljalülitusseade See on: 

• Installige "loetletud" või väljal märgistatud kiire väljalülitussüsteem

Sõna “loetletud” pärineb enam kui sajand tagasi loodud UL sertifitseerimisprogrammi eesnimest. 

Riiklik elektrikoodeks sisaldab sõna "loetletud", kuid see ei ütle, et süsteemid ja tooted peavad olema UL-sertifikaadiga; pigem käsitletakse seda sertifitseerimisteenust pakkuvate organisatsioonide üldisi omadusi. 

Kuigi UL usub ilmselgelt, et tootjad peaksid oma tooteid UL-i kaudu kiireks sulgemiseks sertifitseerima, võivad abiks olla ka teised riiklikult tuntud katselaborid.

• Paigaldage süsteem, mis suudab 80 sekundi jooksul pinget 30 V-ni alandada

Kuna need muudavad kõrgepinge alalisvoolu madalama pingega ja ohutumaks vahelduvvooluks, mis võib langeda 80 sekundiga 30 V-ni, peetakse mikroinvertereid sageli loomupäraselt ühilduvateks pv kiire väljalülitamine.

Testimine pärast inverterite paigaldamist on keeruline, kuid UL on need testid ennetavalt läbi viinud, et kinnitada, et konkreetsed mikroinverterid suudavad täita 80 V künnist.

• Installige BIPV süsteem ilma metallkomponentideta, katmata juhtmeteta ja mitte 8 jala raadiuses maandatud metallist

NEC 2017 kriteeriumidele vastavad päikesepaneelid, plaadid või muu integreeritud hoone PV (BIPV) süsteemid seni, kuni neil ei ole katmata metalljuhte või metallkomponente või kui need ei asu maandatud metalli kõrval. Neid süsteeme hoitakse eraldi juhtivatest ja maandatud komponentidest.

Järeldus

See oli kõik, mida peaksite päikeseenergia paigaldamise ettevõttena teadma. Ülemaailmselt töötatakse välja kiire sulgemise eeskirju, et kaitsta tuletõrjujaid, kui nad töötavad päikeseenergia läheduses PV seadmed. Nende ohutusalaste eeliste lähemalt uurimiseks vaadake Kiire väljalülitusseadmed: asendamatud ohutuslahendused fotogalvaanilistele süsteemidele.

NEC nõutav kiirseiskamissüsteem (PVRSE) kasutab pinge alandamiseks ohutule tasemele (PVRSS) mitmeid seadmeid. NEC nõuete täitmiseks on vaja selliseid komponente nagu inverterid, initsiaatorid ja kiire väljalülitamise seadmed, nagu MLPE või mikroinverterid.

Võite kontakt juhtiv kiire väljalülitusseadmete tootja, kui otsite oma ettevõttele tarnijat.