Rješavanje problema s uređajem za brzo isključivanje 101

Sigurnost od požara najvažnija je stvar koju treba imati na umu kada je u pitanju solarna energija. Brojni solarni propisi smanjuju rizik od požara, ali moraju se redovito ažurirati kako bi se smanjile opasnosti za vatrogasce dok obavljaju svoje zadatke na ili u zgradama s PV nizovi.

Mnoge zemlje dale su sigurnosne mjere prioritet kako bi to zajamčile funkcije sunčeve energije sigurno i dopušta vatrogascima i drugim hitnim osobama da odu u područje sigurnosti od požara. U ovoj situaciji može se koristiti brzo isključivanje. 

Proučimo detaljnije kriterije brzog isključivanja i vidimo zašto je ključno da ih svi instalateri solarnih sustava i vlasnici sustava budu svjesni.

Kako radi? 

The Nacionalni električni zakonik uveo je zahtjev za brzim isključivanjem kao zahtjev za električnu sigurnost u Sjedinjenim Državama (NEC). 

Solarni PV sustavi moraju imati metodu za isključivanje ili smanjenje napona solarnih modula na krovu kako bi ispunili ovaj kriterij. To zahtijeva dodavanje prekidača za uključivanje ili isključivanje.

Brzo isključivanje pruža siguran način za solarne instalatere ili vatrogasce da zaustave ili smanje napon i struju iz fotonaponskog niza, omogućujući im siguran i produktivan rad uz izbjegavanje električnih opasnosti.

Inverteri imaju mogućnost isključivanja kako bi prekinuli protok energije koju generiraju moduli kroz njih. Međutim, solarni paneli će nastaviti proizvoditi električnu energiju sve dok je sunce gore, postavljajući napon i struju na žice koje povezuju panele s pretvaračem.

Isključivanje ili smanjenje napona na vašem krovu na razini modula smanjuje ili eliminira mogućnost da vatrogasac bude šokiran previsokim naponom koji dolazi iz solarnih modula.

Pretvarač i uređaj za brzo isključivanje na razini modula moraju međusobno komunicirati u skladu s Nacionalnim električnim kodeksom SAD-a i zajedno čine sustav.

Zašto bi uređaj za brzo isključivanje prestao raditi? 

Uređaj za brzo isključivanje je vrsta mikroinvertera ili elektronike na razini modula (MLPE). Opremljeni su alatima koji mogu isključiti i smanjiti izlazni napon u cijelom solarnom sustavu kako bi se pridržavali PV Propisi za brzo isključivanje.

Konačno, sustav za brzo isključivanje zahtijeva pretvarač. Električna energija koju generiraju solarni moduli pretvara se u korisnu energiju za vaš dom putem pretvarača (za više informacija o ovom procesu pročitajte naš prethodni blog). Unutar pretvarača nalazi se nekoliko inicijatora brzog isključivanja.

Ove tri komponente poznate su kao fotonaponska oprema za brzo isključivanje. Ovi uređaji omogućuju sustav brzog isključivanja pri spuštanju napona na sigurnu razinu. U svrhu brzog isključivanja, PVRSE i PVRSS moraju biti na popisu UL. Prekidač za brzo isključivanje može prestati raditi ako ti dijelovi ne rade ispravno.

Koraci za prepoznavanje uobičajenih kvarova uređaja za brzo isključivanje 

Dublja promjena u energetskoj strukturi svijeta dovela je do širenja novog elektroenergetskog sustava koji kao primarno gorivo koristi novu energiju i povećanja broja objekata s krovnim fotonaponskim sustavima. 

Bilo da se radi o kućnom sustavu ili industrijskoj i komercijalnoj elektrani, očekuje se da će se instalirani kapacitet fotonapona značajno povećati, a sigurnosni problemi povezani s tim uvijek su privlačili pozornost industrije.

• Isključivanje uređaja u hitnim slučajevima

Rješenja moraju biti pouzdana jer sigurnost vatrogasaca zahtijeva isključivanje na razini modula. Polje mora biti uspješno isključeno i bez napona kada je omogućeno brzo isključivanje pomoću uređaja za brzo isključivanje. 

Vatrogasci pretpostavljaju da je rešetka zapravo bez napona, pa ako se to ne dogodi, rizik bi mogao biti čak i veći nego što bi bio bez postupka gašenja uopće.

Dakle, kako ćemo osigurati sigurno prebacivanje? Mehanički DC rastavljači, poput onih koji se koriste na pretvaračima, moraju proći ispitivanje u skladu s UL 98B. Uz druga sigurnosna ispitivanja, ova norma nalaže ispitivanje u uvjetima koji su slični onima u kojima bi rastavljač trebao raditi. 

Suprotno tome, današnji poluvodički DC prekidači testirani su samo prema UL1741 i koriste se u skladu s isključivanjem na razini modula. Istosmjerni rastavljač ili sigurnosni prekidač nisu obuhvaćeni UL 1741. 

Radno okruženje za MLPE uređaje zapravo je teže od radnog okruženja za tipični DC odspojnik na ili na pretvaraču. Preporuča se testiranje značajke brzog isključivanja izvan raspona normalnih radnih temperatura.

• Otkrivanje kvara luka i pravilan odgovor na isključivanje

Elektroničke komponente mogu proizvesti električni šum. To obično nije problem na istosmjernoj strani solarnog sustava. Međutim, razine buke mogu dramatično porasti i spriječiti točnu detekciju greške luka kada se koristi današnja oprema za brzo isključivanje. 

Prekidač strujnog kruga greške luka (AFCI) algoritmi prate istosmjernu struju i napon Sunčevog sustava i traže specifične značajke (kao što su nagle fluktuacije) koje nalikuju lukovima. Svoju detekciju temelje na zbirci znakova luka koji opisuju kako tipični luk izgleda. 

The AFCI aktivira se za gašenje luka ili zaustavljanje mogućeg luka prije nego što se dogodi bilo kakva šteta ako otkriveni obrasci struje i napona nalikuju potpisu luka. The AFCI algoritam ima problema s razlikovanjem pravog luka kada električni šum proizvodi brzi uređaji za isključivanje (kao što je iz optimizatora koji mijenjaju frekvencije) daje signale koji nalikuju pravim lukovima. 

Zbog meteža, postoji veća vjerojatnost da se neugodno spotaknete ili, još gore, da ne primijetite pravi luk. Nadalje, može biti ironično da ovaj dodatni šum ometa signale za isključivanje nekih sustava, zbog čega je teško vjerovati da će se isključiti kada je to potrebno.

• Identificiranje broja spojeva za manji rizik od luka

Istosmjerni priključci glavni su doprinos serijskim lukovima u a PV niz, prema istraživanju Instituta Fraunhofer u Njemačkoj i Nacionalnog solarnog centra BRE u Velikoj Britaniji. Problemi s DC konektorom obično imaju jedan od dva temeljna uzroka:

1. Pogreške pri instalaciji: Najčešće pogreške pri instalaciji su nepravilno stezanje na licu mjesta i konektori koji nisu u potpunosti instalirani, što oboje rezultira slabim spojevima koji mogu uzrokovati iskrenje. 

2. Uobičajene pogreške uključuju korištenje pogrešnih alata za stezanje, nepreciznu instalaciju konektora ili jednostavno nedovoljnu obuku za instalaciju.

DC konektori različitih proizvođača smatraju se neusklađenim spojevima. Nekompatibilnost uzrokuje labave spojeve, koroziju, prodor vode i promjenjivo ponašanje pri toplinskom širenju.

Svaka metoda brzog isključivanja koja značajno povećava broj konekcionih točaka može učiniti sustav opasnijim.

• Otkrivanje dugovječnosti uređaja

Usvajanje solarne energije potaknuto je isplativošću, stoga je ključno da tehnologije brzog isključivanja ne podižu troškove sustava na razine koje su nedostupne potrošačima. Solarni sustavi također su 20+ godina ulaganja. Sustavi s manje dijelova i oni koji elektroniku ne izlažu teškim krovnim uvjetima trebali bi biti pouzdaniji.

Sigurnost bi trebala biti na prvom mjestu kada se procjenjuju tržišno dostupne tehnologije brzog isključivanja, a zatim slijede dodatni troškovi.

Brzo isključivanje izvorno je uključeno u Nacionalni električni kodeks (NEC) iz 2014. kako bi se vatrogascima omogućio jednostavan način za isključivanje istosmjernih vodiča solarnog sustava tijekom nužde i održavanje sigurnog okruženja na krovu zgrade. 

To je tako da, na tipičnom solarnom sustavu s inverterom, DC žica iz solarnog sustava ostaje živa kada sunce sja čak i nakon što se inverter isključi.

NEC iz 2017. promijenio je standarde za brzo isključivanje na temelju toga koliko je blizu PV vodiči sustava su prema PV granica niza, koja je sada područje koje se proteže 1 stopu (305 mm) u svim smjerovima od niza.

Unutar 30 sekundi od pokretanja brzog isključivanja, PV krugovi unutar zgrada koji su izvan granice veće od 3 stope (1 m) od točke ulaza moraju biti ograničeni na najviše 30 volti.

S učinkom od 1. siječnja 2019. mora se koristiti jedna od sljedeće tri alternative PV sklopovi koji su unutar granice polja:

The PV niz mora biti spomenut ili polje označeno kao a PV niz s brzim gašenjem. Kao PV polje mora biti postavljeno i korišteno u skladu sa smjernicama navedenim u oznaci polja ili popisu za brzo isključivanje PV nizovi.

PV vodiči unutar perimetra ili manje od 3 stope (1 m) od točke gdje ih prodire površina zgrade moraju biti ograničeni na najviše 80 volti unutar 30 sekundi od pokretanja brzog isključivanja.

PV nizovi instalirani više od 8 stopa od izloženih uzemljenih vodljivih elemenata ili zemlje i kojima nedostaju metode izloženog ožičenja i vodljivi dijelovi izuzeti su od propisa.

Širenje novog elektroenergetskog sustava koji kao glavno gorivo koristi novu energiju i povećanje broja zgrada s krovnim fotonaponskim sustavima rezultati su dublje transformacije globalne energetske strukture.

Očekuje se da će se instalirani kapacitet fotonaponskih sustava dramatično povećati, bez obzira je li riječ o sustavu kućanstva ili industrijskoj i komercijalnoj elektrani, a zabrinutost vezana uz sigurnost oduvijek je privlačila pozornost industrije.

Interakcija Rapid Shutdown s pretvaračima i optimizatorima snage

Dok drugi inverterski sustavi trebaju dodatne komponente za omogućavanje brzog isključivanja, drugi su već u osnovi usklađeni s brzim isključivanjem na razini modula (NEC 2017 i noviji).

Najpopularniji izbor invertera za stambene sustave solarnih panela u Sjedinjenim Državama su mikroinverter i sustavi za optimizaciju snage. Srećom, optimizatori snage i mikroinverteri rade na mjestu ploče i imaju ugrađene značajke brzog isključivanja.

'Da biste bili u skladu s NEC 2017 ili NEC 2020, možda ćete dodatno morati instalirati elektroniku na razini modula (MLPE) ako instalirate samo strujni pretvarač. Trebalo bi raditi ako kombinirate optimizatore snage s pretvaračem žice, kao što to radi SolarEdge.

Međutim, kada su dodatne države počele implementirati NEC 2017, mnogi proizvođači pretvarača nizova i druge solarne tvrtke razvile su nove MLPE tehnologije s mogućnostima brzog isključivanja, tako da optimizatori napajanja nisu bili vaš jedini izbor za brzo isključivanje sukladnosti. Ovi MLPE-ovi dizajnirani izričito za brzo isključivanje često su ekonomičniji izbor od dodavanja optimizatora snage ili mikroinvertora.

Dok neki inverterski sustavi mogu pokrenuti brzo isključivanje bez potrebe za dodatnim komponentama, drugi to ne čine. Optimizatori snage i mikroinverteri oba uključuju ugrađene značajke za isključivanje. Da biste bili u skladu s NEC kodeksom iz 2017., možda ćete morati dodati uređaje na razini modula ako imate pretvarač nizova.

Prije bilo kakvih prilagodbi na vašem sustavu solarnih panela, trebali biste provjeriti je li vaš sustav u skladu s kriterijima brzog isključivanja jer ćete biti pregledani za isto. Da biste pronašli najbolje komponente za brzo isključivanje za svoj sustav, možete potražiti stručnu pomoć.

Optimizatori snage isporučuju niskonaponski istosmjerni pretvarač za pretvorbu u izmjenični napon usklađen s mrežom, a mikroinverteri pretvaraju niskonaponski istosmjerni napon u izmjenični napon usklađen s mrežom. Izmjenična struja se zatim izvozi u električnu mrežu za korištenje od strane potrošača na licu mjesta ili se izvozi u mrežu za korištenje od strane drugih kada je komunalna mreža dostupna. 

Ovi MLPE prestaju proizvoditi izmjeničnu struju i više nisu u mogućnosti davati izmjenični napon ili struju u izlazne krugove pretvarača ili u mrežu, čime ispunjavaju zahtjeve iz članka 690.12, kada mreža zakaže ili PV strujni krugovi sustava izmjenične struje odspojeni su od komunalne usluge prekidačem izmjenične struje, uklanjanjem mjerača ili drugim isključivanje izmjenične struje.

Kada se izmjenično napajanje pretvarača sustava prekine, sustavi s optimizatorima snage postižu usklađenost s brzim isključivanjem. 

Inverter isporučuje signal optimizatorima tako da mogu automatski smanjiti izlazni napon na jedan volt nakon gubitka AC signala. U ovom slučaju, prosječnih 350 volti linije od 18 panela s optimizatorima smanjilo bi se na 18 volti.

Udaljenost od 10 stopa za DC žice unutar PV niz bi se smanjio na granicu od 1 stope kao dio predložene izmjene članka 2017 NEC-a 690.12. Dodatno, zadržao bi postojeće ograničenje vodiča od 30 volti, dok bi trebao ograničenje od 80 volti unutar niza unutar granice od jedne stope. 

Kao rezultat toga, bilo bi potrebno daljinski isključiti svaku pojedinačnu ploču s glavnog prekidača. Naponi niza između panela i kutije za brzo isključivanje mogu i dalje postojati do 600 volti istosmjerne struje, stoga sustavi za brzo isključivanje koji se sada koriste prema kriterijima NEC-a iz 2014. ne bi bili u skladu s ovim novim kriterijem. 

U biti, ovaj novi plan zahtijeva neku vrstu uređaja za isključivanje unutar niza ili na razini modula za sve krovne PV sustavi.

Iako je nejasno kako bi novo ograničenje od 80 volti u nizu poboljšalo sigurnost vatrogasaca i drugih hitnih službi, dodatno pravilo moglo bi instalatere učiniti manje sigurnima. 

Gdje je zabrinutost zbog produljenog vremena koje instalateri moraju potrošiti na zamjenu pokvarenih ili istrošenih uređaja na razini modula ako solarna industrija bude prisiljena primijeniti strožije isključivanje na razini modula? 

Morate uzeti u obzir da će radnici u servisu vjerojatnije doživjeti padove, koji su vodeći uzrok smrtnih slučajeva na radu u građevinskoj industriji.

S malim ili nikakvim povećanjem performansi, ovo predloženo NEC dodatno pravilo iz 2017. za članak 690.12 povećat će se PV složenost sustava, rizik instalatera i održavanja, troškovi i poteškoće s pouzdanošću, što će utjecati na budući potencijal krovnih PV postrojenja. 

Takve izmjene moraju biti dobro promišljene. Čini se da NEC pokušava riješiti problem koji možda i ne postoji.

Kriteriji NEC 2017 označavaju napredak u sigurnosti PV sustava. Postoji nekoliko dizajna i uređaja na tržištu koji se pridržavaju kontrolnih kriterija NEC koda. Iskoristite sustav brzog isključivanja kako biste zaštitili sebe i svoje PV sustav sigurno.

Morate biti sigurni da ažurirate svoj solarni sustav u skladu s ažuriranim zahtjevima uređaja za brzo isključivanje u vašoj državi ako vaša država ima kodove za sigurnost vašeg PV sustav.

Električna energija se proizvodi pomoću niza solarnih panela za istosmjernu struju (DC). Izmjeničnu struju (AC), koju vaši uređaji mogu koristiti, stvaraju pretvarači. Veći izmjenjivači mogu se postaviti u blizini električnog brojila u zgradi ili glavne distribucijske ploče ili sustav može uključivati ​​brojne male, pojedinačne izmjenjivače spojene na pojedinačne solarne ploče.

Većina električnih vodova zgrade je usmjerena kroz vodove duž vanjske strane. Prekidač za isključivanje izmjenične struje obično se postavlja blizu glavne razvodne ploče u kući ili električnog brojila. Svaka sklopka za isključivanje mora imati oznaku koja pokazuje na koji solarni niz je povezana.

Prekidač za isključivanje će prekinuti samo kućnu vezu sa solarnim poljem. Paneli mogu šokirati ljude jer nastavljaju proizvoditi istosmjernu struju. The solarno napajanje sustav će nastaviti proizvoditi električnu energiju ako ima pomoćnu bateriju.

Imajte na umu da će solarni paneli nastaviti raditi sve dok sunca nema. Solarni paneli mogu biti opasni, baš kao i svaki drugi izvor električne energije. 

Imajte na umu opasnosti i održavajte sigurnu udaljenost od bilo koje električne opreme ako imate solarne panele postavljene na svom krovu ili na nekom drugom mjestu na vašem imanju. Osoblje hitnih službi treba biti obaviješteno o opasnostima povezanim sa solarnim panelima.

Savjeti za zdrav solarni uređaj za brzo isključivanje

Kad god je sunce vani, vodiči u sustavu solarnih ploča postaju električki nabijeni.

Ne postoji sigurna metoda za zaustavljanje struje koja teče kroz te vodiče bez mehanizma za brzo isključivanje.

Struja se ne može isključiti samo isključivanjem solarnog pretvarača, suprotno onome što većina ljudi vjeruje. Solarni paneli bi i dalje proizvodili električnu energiju, a električni priključci koji povezuju solarne panele i dalje bi prenosili električnu energiju.

Svatko tko dođe u kontakt sa sustavom solarnih panela u opasnosti je od strujnog udara zbog ove struje pod naponom, uključujući hitne službe koje bi mogle biti pozvane u slučaju incidenta na vašem krovu.

Vatrogasci su posebno ranjivi jer često prozračuju zapaljene zgrade bušenjem rupa u zidovima ili krovovima, što ih može dovesti u izravan dodir s vodičima ili kabelima sustava solarnih ploča.

Ovaj problem je riješen solarnim uređajem za brzo isključivanje, koji trenutačno isključuje sustav solarne ploče i eliminira rizik od strujnog udara za svakoga tko se penje na krov.

Nekoliko savjeta za zdravo sunčanje uređaj za brzo isključivanje je: 

• Instalirajte "naveden" ili poljem označen sustav za brzo isključivanje

Riječ “uvršten” potječe od prvog naziva UL certifikacijskog programa koji je nastao prije više od jednog stoljeća. 

Nacionalni električni kodeks uključuje riječ "na popisu", ali ne navodi da sustavi i proizvodi moraju imati UL certifikat; nego se raspravlja o općim kvalitetama organizacija koje bi pružale takve usluge certificiranja. 

Iako UL očito vjeruje da bi proizvođači trebali certificirati svoje proizvode za brzo gašenje putem UL-a, drugi nacionalno poznati ispitni laboratoriji također bi mogli pomoći.

• Instalirajte sustav koji može smanjiti svoj napon na 80 V unutar 30 sekundi

Budući da pretvaraju visokonaponsku istosmjernu struju u niženaponsku, sigurniju izmjeničnu struju koja može pasti na 80 V u 30 sekundi, za mikropretvarače se često smatra da su urođeno usklađeni s pv brzo gašenje.

Testiranje nakon što su pretvarači instalirani je teško, ali UL je proaktivno proveo te testove kako bi potvrdio da određeni mikroinverteri mogu zadovoljiti prag od 80 V.

• Instalirajte BIPV sustav bez metalnih komponenti, bez izloženih vodiča i unutar 8 stopa od uzemljenog metala

Kriterije NEC 2017 mogu zadovoljiti solarne šindre, crijepovi ili druge integrirane zgrade PV (BIPV) sustave sve dok nemaju izložene metalne vodiče ili metalne komponente ili ako se ne nalaze pored uzemljenog metala. Ovi sustavi se drže odvojeno od vodljivih i uzemljenih komponenti.

Zaključak

To je sve što biste trebali znati kao tvrtka za instaliranje solarne energije. Globalno se razvijaju propisi za brzo gašenje kako bi se zaštitili vatrogasci dok rade u blizini solarne energije PV opreme. Za daljnje istraživanje ovih sigurnosnih prednosti, pogledajte Uređaji za brzo isključivanje: nezamjenjiva sigurnosna rješenja za fotonaponske sustave.

Sustav brzog isključivanja (PVRSE) koji zahtijeva NEC koristi brojne uređaje za snižavanje napona na sigurnu razinu (PVRSS). Kako bi se ispunili zahtjevi NEC-a, potrebne su komponente kao što su pretvarači, inicijatori i uređaji za brzo isključivanje kao što su MLPE ili mikroinverteri.

You Can kontakt vodeći proizvođač uređaja za brzo isključivanje ako tražite dobavljača za svoje poslovanje.