Kako pravilno spojiti Sunčev sustav

Solarni paneli nedavno su postali mnogo češći jer se ljudi diljem svijeta počinju pomicati prema zelenijem i održivijem načinu života. Isključivanje iz mreže zahtijeva da neki ljudi mogu sami obavljati kućanske poslove, a u ovakvim okolnostima ključno je znati kako pravilno spojiti solarne ploče. 

U većini slučajeva potreban je osigurač solarnog sustava između solarnog panela i njegovog regulatora punjenja jer osigurači i prekidači zaštitite ožičenje od pregrijavanja. Time se također sprječava da se uređaji zapale ili oštete u slučaju kratkog spoja. Međutim, ako su solarni paneli spojeni u seriju, osigurač je rijetko potreban.

Što je solarni osigurač?

Solarni osigurač je vrsta osigurača posebno namijenjena solarnim energetskim sustavima, služi kao kritična linija obrane od električnih kvarova u vašem solarnom sustavu. Dizajnirani su za zaštitu solarne opreme od pregrijavanja, preopterećenja ili kratkih spojeva do kojih može doći. Kada dođe do električnog kvara, osigurač djeluje kao slaba karika u strujnom krugu, topi se i prekida vezu kako bi spriječio protok prekomjerne struje. Solarni osigurač može se odabrati na temelju nekoliko čimbenika kao što su fizička veličina i oblik, jačina struje, prekidna sposobnost i još mnogo toga.

Bez pravilne uporabe osigurača, kratki spoj ili preopterećenje može uzrokovati pregrijavanje žica, topljenje izolacije, pa čak i izazvati požar. Osigurači pomažu ublažiti te rizike tako što brzo prekidaju protok električne energije prije nego što dođe do oštećenja. Oni također štite vaše solarne panele od obrnute struje, do koje može doći kada panel postane zasjenjen ili neispravan, što potencijalno uzrokuje da crpi struju iz drugih panela u nizu.

Kada spojiti solarne panele

NEC daje smjernice za osigurače solarnih panela na temelju struje kratkog spoja (Isc) panela. Kodeks zahtijeva da vrijednost osigurača bude najmanje 156% Isc ploče. Na primjer, ako solarna ploča ima Isc od 10 A, minimalna vrijednost osigurača bila bi 15.6 A, zaokruženo na sljedeću standardnu ​​veličinu osigurača od 20 A.

Serijsko ožičenje: situacije u kojima ne morate spojiti osigurač

Kada su solarni paneli spojeni u seriju, struja koja teče kroz svaki panel je ista. U ovoj konfiguraciji, jedan osigurač na kraju niza obično je dovoljan da zaštiti cijeli niz. Solarni niz ne mora biti osiguran ako je struja kratkog spoja solarnog niza manja od najveće vrijednosti serijskog osigurača solarnog panela. Zbog sljedećeg, spajanjem ove vrste niza nema dodatne zaštite ili koristi:

Tri ploče od 200 W spojene su redom. Svaka solarna ploča ima maksimalnu vrijednost serijskog osigurača od 15 A i maksimalnu serijsku struju kratkog spoja od 10.2 A, 9.8 A, odnosno 9.8 A.

S obzirom na to da je maksimalna vrijednost serijskog osigurača 15 A, možemo pretpostaviti da unutarnje žice, diode, priključci i drugi dijelovi pravog solarnog panela mogu izdržati maksimalnu struju od 15 A.

Budući da je struja kratkog spoja niza 10.2 A, razumno je reći da ako dođe do kratkog spoja ili drugog kvara unutar jedne od solarnih ploča, ploča bi bila opremljena za upravljanje situacijom jer struja kratkog spoja ne može premašiti najveća vrijednost osigurača ploče.

U konačnici nikada neće dopustiti da osigurač pregori. Osigurajte da osigurač stalno podnosi dosadne udarce kada normalno radi. Zbog toga osigurač nije neophodan za ovu situaciju, prema kodu.

Paralelno ožičenje: kada je potreban osigurač

Međutim, kada su solarni paneli spojeni paralelno, svaki niz nosi vlastitu struju. U ovom slučaju osigurači su potrebni za svaki paralelni niz kako bi se spriječilo da kratki spoj u jednom nizu utječe na ostale. NEC zahtijeva da svaki paralelno spojeni niz bude zasebno osiguran, pri čemu vrijednost osigurača ne prelazi maksimalnu vrijednost serijskog osigurača panela.

GDJE OSIGURAČ?

Postoje tri različita mjesta gdje se osigurač može ugraditi u solarne ploče. Prvi je između baterije i regulatora punjenja. Drugo, može se postaviti između regulatora punjenja i solarnih ploča. Na kraju, osigurač također može biti prisutan između pretvarača i baterije.

Osigurač ili prekidač postavljen između regulatora punjenja i baterije može zaštititi od kratkih spojeva i preopterećenja. Ovaj osigurač trebao bi biti nominiran za maksimalnu izlaznu struju regulatora punjenja.

Osigurač između regulatora punjenja i solarne ploče učinkovito štiti od pregrijavanja žica, dok u isto vrijeme štiti uređaj od oštećenja.

Osigurač ili prekidač instaliran između baterije i pretvarača također može zaštititi od kratkih spojeva i preopterećenja. Osigurač bi trebao biti naznačen tako da može podnijeti maksimalnu struju pretvarača.

Koju vrstu/veličinu osigurača trebamo?

Za fotonaponski (PV) sustavi kako bi radili sigurno, pouzdano i dugoročno, osigurači moraju biti odgovarajuće veličine. Za razliku od uobičajenih aplikacija za distribuciju i kontrolu električne energije, osigurači solarnih sustava osjetljivi su na posebne okolnosti. Dugotrajna izloženost čimbenicima iz okoliša može dovesti do nenormalnih temperatura okoline, što zauzvrat utječe na izbor vodiča, veličinu i učinkovitost osigurača. 

Osim toga, PV moduli proizvode kontinuirane struje, za razliku od tradicionalnih krugova, koji se tipično dimenzioniraju na temelju kontinuiranih opterećenja, što zahtijeva dodatna razmatranja za dimenzioniranje osigurača. S obzirom na te okolnosti, posebna tehnika za dimenzioniranje solarnih osigurača u PV potrebni su sustavi.

Spajanje solarnih panela 

Komercijalni solarni paneli s preko 50 vata koriste kabele promjera 10 koji mogu izdržati protok struje do 30 ampera. U takvim slučajevima spajanje nije nužno ako su ploče međusobno povezane u seriju. Međutim, situacija se značajno mijenja kada se paneli međusobno spajaju paralelno. Na primjer, ako postoje četiri ploče, svaka za 15 ampera, kratki spoj u jednoj od njih može uzrokovati da svih 60 ampera bude usmjereno na kratko spojenu ploču. To će dovesti do toga da žice koje vode do te ploče primaju znatno veću struju od 30 ampera, što može uzrokovati da se taj par žica zapali. Stoga je kod paralelnih spojeva ključno ugraditi osigurače na svaku ploču kako bi se spriječio pretjerani protok struje koji može dovesti do pregrijavanja i opasnosti od požara.

Osigurač za paralelnu/kombinatorsku kutiju

A kombinovana kutija koristi se u paralelnom sustavu za sadržavanje osigurača i prekidača za svaku ploču, kao i jedan ili više "kombiniranih" osigurača koji se spajaju na regulator punjenja ili mrežni pretvarač. Prvo moramo izračunati struju u najgorem slučaju koja će teći na temelju naših jedinstvenih ploča prije dimenzioniranja ovog "kombiniranog" osigurača/prekidača. Važno je napomenuti da ukupna amperaža svih osigurača u kutiji kombiniranja ne smije premašiti maksimalnu ulaznu snagu regulatora punjenja ili struju žica koje vode iz kutije kombiniranja.

Osigurač ili prekidač punjača za bateriju

Budući da pojačala u najgorem slučaju teku do i od a Modulirana širina pulsa (PWN) regulator punjenja je isti, osigurač i veličina žice mogu odgovarati. Suprotno tome, MPPT regulatori punjenja imaju kapacitet i smanjiti napon i povećati struju koja teče između regulatora i baterije, što zahtijeva ponovni izračun točne veličine žice i osigurača ili konzultiranje priručnika za regulator punjenja. Za njihov Solar Boost 50 (ampera) kontroler punjenja, na primjer, Blue Sky savjetuje ugradnju osigurača/prekidača od 60 ampera između uređaja i baterije. Još jednom odaberite žicu ispravne vrijednosti.

Spajanje između baterije i pretvarača

Posljednji osigurač ili prekidač između baterije i pretvarača trebao bi biti dimenzioniran na temelju nazivne kontinuirane snage pretvarača i maksimalne udarne struje koju može podnijeti. Konzultirajte specifikacije proizvođača pretvarača kako biste odredili odgovarajuću veličinu osigurača ili prekidača. Kao opće pravilo, osigurač bi trebao biti nominalno 1.25 do 1.5 puta veći od nazivne trajne struje pretvarača. Na primjer, ako vaš pretvarač ima trajnu snagu od 2000 W pri 24 volta, trajna struja bi bila 2000 W ÷ 24 V = 83.3 A. U ovom slučaju, odabrali biste osigurač ili prekidač snage između 105 A i 125 A.

Potrebni alati 

• Tragač kuta
• Razina torpeda
• Riblja traka
• Linija krede
• Aku bušilica (14.4 V ili više), više baterija
• Unibit i višestruka svrdla (drvo, metal, zid)
• Rupa je vidjela
• Probijanje rupe
• Moment ključ s dubokim nasadima
• Odvijači matica 
• Žica striptizete
• Krimperi
• Kliješta s iglastim nosem
• Linijarska kliješta
• Kliješta s kliznim zglobom
• Mali rezači kabela
• Veliki rezači kabela
• AC/DC multimetar
• Pila za metal
• Krojački santimetar
• Deka, karton ili crna plastika 
• Produžni kablovi za teške uvjete rada
• Pištolj za zavarivanje
• Izvlakači osigurača

Razlike između osigurača i prekidača

Osigurači i prekidači služe za zaštitu vašeg solarnog sustava od električnih kvarova, ali rade na malo drugačije načine. Osigurači su uređaji za jednokratnu upotrebu koji se tope i prekidaju strujni krug kada naiđu na prekostrujnu situaciju. Jednom kada osigurač pregori, mora se zamijeniti.

Prekidači strujnog kruga, s druge strane, mogu se resetirati nakon što se aktiviraju. Oni koriste mehanički prekidač za prekidanje strujnog kruga kada se otkrije prekomjerna struja. Nakon što se kvar otkloni, prekidač se može resetirati, vraćajući strujni krug.

U solarnim sustavima, osigurači se češće koriste za manje struje, kao što su lanci solarnih panela ili između regulatora punjenja i baterije. Prekidači se često koriste za aplikacije s većom strujom, kao što je između baterije i pretvarača.

Odabir odgovarajuće vrste osigurača

Prilikom odabira osigurača za vaš solarni sustav, važno je odabrati ispravnu vrstu i veličinu. Najčešći tipovi osigurača koji se koriste u solarnim aplikacijama su:

• ANL (blade) osigurači: Ovi osigurači se obično koriste u baterijskim i inverterskim krugovima i dostupni su u veličinama od 20 A do 750 A.
• Mali (ATC) osigurači: ovi mali osigurači u obliku oštrice često se koriste u lancima solarnih panela i kombiniranim kutijama, s veličinama u rasponu od 1A do 30A.
• Patronski osigurači: Ovi cilindrični osigurači dostupni su u širokom rasponu veličina i često se koriste u primjenama s višim naponom.

Prilikom odabira veličine osigurača, uvijek se obratite NEC smjernicama i specifikacijama vaših solarnih komponenti. Osigurači bi trebali biti ocijenjeni tako da podnose najmanje 156% očekivane struje, zaokružene na sljedeću standardnu ​​veličinu osigurača.

Uobičajene pogreške koje treba izbjegavati prilikom spajanja Sunčevog sustava

• Premali ili preveliki osigurači: korištenje premalog osigurača može uzrokovati prerano pregorijevanje, dok korištenje prevelikog osigurača možda neće pružiti odgovarajuću zaštitu. Uvijek odaberite osigurače prema smjernicama NEC-a i specifikacijama komponenti.
• Zanemarivanje osigurača paralelno spojenih panela: Svaki paralelno spojeni niz mora biti zasebno spojen osiguračem kako bi se spriječilo da kratki spoj u jednom nizu utječe na ostale. Neuspješno spajanje paralelnih žica može dovesti do oštećenja i opasnosti od požara.
• Nepravilno postavljanje ili ugradnja osigurača: Osigurače treba ugraditi što je moguće bliže izvoru napajanja i uvijek na pozitivnoj žici. Nepravilno postavljanje ili ugradnja mogu smanjiti učinkovitost osigurača i potencijalno oštetiti vaš sustav.

Ispravne tehnike postavljanja osigurača

Prilikom postavljanja osigurača u vaš solarni sustav, slijedite ove najbolje prakse:

• Koristite ispravno nosač osigurača ili kutiju s prekidačem za vrstu i veličinu osigurača. Za daljnje istraživanje kućišta komponenti, pročitajte Držači osigurača: Sve što trebate znati.
• Instalirajte osigurače na pozitivnoj žici, što bliže izvoru struje.
• Koristite odgovarajuće veličine žica i konektore, osiguravajući čvrstu i sigurnu vezu.
• Jasno označite svaki osigurač ili prekidač, navodeći njegovu svrhu i snagu.
• Održavajte osigurače i prekidače čistima i bez korozije, zamijenite ih po potrebi.

Održavanje i rješavanje problema

Redovito održavanje i pregled vaših solarnih osigurača i prekidača može spriječiti probleme i osigurati dugovječnost vašeg sustava. Povremeno:

• Vizualno provjerite ima li osigurača i prekidača znakova korozije, oštećenja ili pregrijavanja.
• Provjerite nepropusnost i čistoću spojeva.
• Multimetrom provjerite kontinuitet osigurača kako biste bili sigurni da još uvijek rade.
• Zamijenite sve pregorjele osigurače ili isključene prekidače, istražujući uzrok kvara prije ponovnog uključivanja napajanja.

Ako opetovano kvarite osigurač ili prekidač, to može ukazivati ​​na ozbiljniji problem s vašim solarnim sustavom. Posavjetujte se s profesionalnim solarnim instalaterom ili električarem kako biste dijagnosticirali i riješili problem.

Zaključak

bilo koji sustav solarnih ploča koji uključuje osigurač između ploča i regulatora punjenja je vrlo preporučljiv jer će zaštititi električne uređaje i uređaje od strujnih udara i spriječiti pregrijavanje žica ili zapaljenje kao rezultat prekomjerne struje. Iako manji PV sustav s panelima spojenim u seriju možda neće zahtijevati osigurač, uvijek je bolje biti siguran nego žaliti. Brzi osigurač je najsigurnija opcija za sustav. Odnosi se na Beny za bolja rješenja za sustave solarne energije.