اقدامات اساسی برای قابلیت اطمینان سیستم فتوولتائیک: حفاظت از اضافه بار و اتصال کوتاه

سیستم های برق فتوولتائیک به یکی از اجزای حیاتی بخش انرژی های تجدیدپذیر تبدیل شده اند. با این حال، مانند هر سیستم الکتریکی دیگر، سیستم‌های فتوولتائیک نیز برای اطمینان از عملکرد صحیح و جلوگیری از خطرات احتمالی، به وسایل حفاظتی مؤثر نیاز دارند. در این مقاله، اجازه دهید در مورد حفاظت از اضافه بار و اتصال کوتاه در سیستم های فتوولتائیک و اهمیت وسایل حفاظتی در حفظ ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم بحث کنیم.

حفاظت اضافه بار

اضافه بار به وضعیتی اطلاق می شود که در آن انرژی الکتریکی تولید شده توسط یک سیستم قدرت فتوولتائیک از طراحی و ظرفیت نامی آن فراتر رود. این وضعیت اغلب منجر به کاهش عملکرد عملیاتی سیستم می شود و می تواند به طور بالقوه بر قابلیت اطمینان و ایمنی آن تأثیر بگذارد.

عواملی که منجر به اضافه بار

1. غلط طراحی سیستم: انتخاب نامناسب محصول می تواند منجر به اضافه بار شود. محصولات مورد استفاده باید دارای امتیاز جریان 1.3 اینچ بیشتر از جریان سیستم باشند. به عنوان مثال، اگر جریان سیستم 13 آمپر باشد، محصول انتخاب شده باید دارای رتبه 20 آمپر باشد تا از گرمای بیش از حد و کاهش بار اضافی جلوگیری کند. اندازه نادرست هادی های سیستم نیز می تواند باعث اضافه بار شود.

2. عوامل محیطی: عوامل محیطی خارجی مانند شرایط آب و هوایی شدید می تواند منجر به آسیب فیزیکی به پانل های خورشیدی و اتصالات شود و در نتیجه منجر به اضافه بار شود. افزایش غیر منطبق در سیم کشی و پانل های خورشیدی نیز می تواند باعث اضافه بار شود.

محافظت از اتصال کوتاه

اتصال کوتاه به تماس مستقیم بین دو هادی مجاور در یک مدار الکتریکی اشاره دارد که منجر به افزایش سریع جریان می شود. این اغلب منجر به قوس الکتریکی و جریان قابل توجهی از تجهیزات می شود که به طور بالقوه باعث بروز حوادث ایمنی شدید می شود.

عواملی که منجر به اضافه بار

در سیستم های فتوولتائیک، اتصال کوتاه ممکن است به دلایل مختلفی رخ دهد:

1. سیم ها یا اتصالات آسیب دیده: سیم های آسیب دیده، شکسته یا اتصال کوتاه می توانند به مسیرهای جریان غیرعادی منجر شوند. این معمولاً زمانی رخ می دهد که عایق خارجی سیم ها به خطر بیفتد، به عنوان مثال، به دلیل خرد شدن، سایش یا نفوذ رطوبت. هنگامی که سیم ها آسیب می بینند، جریان ممکن است مسیر عادی را دور بزند و منجر به اتصال کوتاه شود.

2. فرسودگی و پارگی پنل های خورشیدی: اتصالات یا قطعات آسیب دیده در صفحات خورشیدی می تواند منجر به اتصال کوتاه شود. آرایه های خورشیدی اغلب با اتصال چندین پنل خورشیدی به صورت سری یا موازی برای تشکیل یک ماژول ساخته می شوند. اگر اتصالات روی پنل های خورشیدی از نظر فیزیکی آسیب ببینند، مانند ترک خوردگی یا شکستگی اتصالات، جریان ممکن است از ناحیه آسیب دیده عبور کند و یک اتصال کوتاه ایجاد کند.

3. عوامل خارجی: عوامل خارجی مختلف می توانند در ایجاد اتصال کوتاه نقش داشته باشند. جوندگان یا سایر حیوانات ممکن است عایق را بجوند و یکپارچگی سیم ها را به خطر بیندازند. شاخه‌های درخت یا سایر اشیاء خارجی که با سیم‌کشی یا اجزای پنل‌های خورشیدی تماس دارند نیز می‌توانند منجر به اتصال کوتاه شوند. شرایط آب و هوایی شدید، مانند رعد و برق، تگرگ، یا دمای شدید و همچنین ورود آب، ممکن است به اجزای منظومه شمسی آسیب برساند و منجر به اتصال کوتاه شود.

دستگاه ها برای رویبار و حفاظت از اتصال کوتاه

برای محافظت از سیستم‌های فتوولتائیک در برابر اضافه بار و خطرات اتصال کوتاه، معمولاً از انواع وسایل حفاظتی استفاده می‌شود که شامل (اما نه محدود به) موارد زیر است:

الف. فیوز دارندگان: آنها یکی از رایج ترین وسایل حفاظت از اضافه بار و اتصال کوتاه هستند. هنگامی که جریان برای مدت معینی از آستانه ایمن فراتر رود یا یک اتصال کوتاه رخ دهد، فیوز به دلیل گرمای تولید شده در داخل ذوب می شود و در نتیجه مدار قطع می شود تا از آسیب یا آتش سوزی تجهیزات جلوگیری شود. هنگامی که فیوز خاموش شد، برای بازیابی عملکرد حفاظتی باید تعویض شود.

ب. مدار شکن: آنها عملکردی مشابه نگهدارنده فیوز دارند. هنگامی که اضافه بار تشخیص داده می شود، قطع کننده های مدار با استفاده از مکانیزم قطع الکترومغناطیسی برای باز کردن مدار کار می کنند. برخلاف نگهدارنده‌های فیوز، کلیدهای مدار را می‌توان پس از خاموش شدن مجدداً تنظیم کرد و وسیله‌ای برای بازیابی سریع برق فراهم می‌کند.

ج. سایر دستگاه ها: برای محدود کردن و نظارت موثر جریان و ولتاژ از وسایل حفاظتی تکمیلی مانند محدود کننده‌های جریان، مانیتورهای ولتاژ و جریان و محافظ‌های جریان استفاده می‌شود.

*علاوه بر وسایل حفاظتی، حصول اطمینان از اندازه و طراحی مناسب هادی ها و اجزاء برای تحمل بارهای سیستم و حفظ زمین و اقدامات عایق صحیح ضروری است. بازرسی و نگهداری منظم سیستم‌های فتوولتائیک برای شناسایی و جایگزینی سیم‌کشی یا اجزای آسیب‌دیده نیز در جلوگیری از اضافه بار و موقعیت‌های اتصال کوتاه بسیار مهم است.

Beny'مدار قابل اعتماد بریکر و فیوز دارندهs

Beny مجموعه ای از کلیدهای مدار و نگهدارنده فیوز را ارائه می دهد که به طور خاص برای سیستم های برق فتوولتائیک طراحی شده اند تا نیازهای مختلف کاربر را برآورده کنند:

مدار شکن های مینیاتوری DC BB1-63/BB2-40: این دستگاه‌ها که برای سیستم‌های فتوولتائیک و ذخیره‌سازی انرژی مناسب هستند، حفاظت اضافه بار، اتصال کوتاه و ضد جریان برگشتی را فراهم می‌کنند و در عین حال دارای یک مانع فلاش قوس برای افزایش ایمنی سیستم هستند. BB1-63 برای سیستم های DC 1200V با درجه جریان تا 63A طراحی شده است، در حالی که BB2-40 برای سیستم های DC 1500V با درجه جریان تا 40A است. هر دو محصول گواهینامه هایی مانند TUV Rheinland، CE، CB، TUV استرالیا و UL (فقط BB1-63) را برای پاسخگویی به تقاضاهای بازار دریافت کرده اند.

مدار شکن های کیس قالب گیری DC سری BD: در درجه اول برای سیستم های انرژی خورشیدی بزرگ، از جمله جعبه های ترکیب کننده DC، اینورترها و کابینت های توزیع DC در نظر گرفته شده است. این مدارشکن ها با ولتاژ نامی تا 1000 ولت DC و محدوده امتیاز جریان 63 آمپر تا 250 آمپر، حفاظت از اضافه بار و اتصال کوتاه را ارائه می کنند. آنها تحت آزمایشات محیطی شدید از -40 درجه سانتیگراد تا +85 درجه سانتیگراد قرار گرفته اند و دارای گواهینامه هایی مانند CE، CB، و TUV برای اطمینان از قابلیت اطمینان محصول هستند.

مدار شکن های کیس قالب گیری DC سری BDM: برای خورشیدی تجاری طراحی شده است PV سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری، شارژرهای خودروی الکتریکی و برنامه‌های UPS. این محصول با استانداردهای IEC مطابقت دارد و دارای ولتاژ کاری نامی 500 ولت DC و محدوده جریان نامی از 65 آمپر تا 250 آمپر است. هم حفاظت اضافه بار و هم کنترل مدارهای DC را ارائه می دهد. این محصول تحت شرایط محیطی شدید از -40 درجه سانتیگراد تا +85 درجه سانتیگراد آزمایش شده است و می تواند به یک محفظه قفل شونده مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش IP65 برای نصب در فضای باز مجهز شود تا نیازهای عملیاتی سختگیرانه را برآورده کند و ایمنی و قابلیت اطمینان را افزایش دهد.

فیوز DC دارندگان: به طور خاص برای سیستم های فتوولتائیک مسکونی و تجاری طراحی شده است که حفاظت از اضافه بار و اتصال کوتاه را فراهم می کند. این محصولات مطابق با استانداردهای IEC بوده و برای سیستم های ولتاژ بالا با درجه بندی DC 1000V و DC 1500V مناسب هستند. آنها رتبه بندی های فعلی تا 30A را ارائه می دهند و دارای نشانگرهای LED برای نمایش وضعیت عملیاتی خود هستند. علاوه بر این، آنها گواهینامه هایی مانند CE و RoHS را برای برآوردن نیازهای بازار دریافت کرده اند.

در سیستم های فتوولتائیک، حفاظت از اضافه بار و اتصال کوتاه برای اطمینان از ایمنی سیستم و عملکرد قابل اعتماد ضروری است. درک عملکرد و استفاده صحیح از وسایل حفاظتی مختلف برای کاهش خرابی سیستم، آسیب مدار و خطرات احتمالی آتش سوزی بسیار مهم است. با نصب و نگهداری صحیح این دستگاه‌ها، می‌توان عملکرد سیستم‌های فتوولتائیک را حفظ کرد و حفاظت مطمئنی را برای استفاده پایدار از انرژی پاک فراهم کرد.