פתרון בעיות במכשיר כיבוי מהיר 101

בטיחות אש היא הדבר החשוב ביותר שיש לזכור כשמדובר באנרגיה סולארית. תקנות סולאריות רבות מפחיתות את הסיכון לשריפה, אך יש לעדכן אותן באופן שוטף כדי להפחית את הסכנות לכבאים בעת ביצוע משימותיהם על או בבניינים עם PV מערכים.

מדינות רבות שמו את אמצעי הבטיחות בראש סדר העדיפויות כדי להבטיח זאת פונקציות אנרגיה סולארית בבטחה ומתיר לכבאים ולמגיבים ראשונים אחרים להגיע לאזור בטיחות האש. ניתן להשתמש בכיבוי המהיר במצב זה. 

הבה נבחן את קריטריוני הכיבוי המהיר ביתר פירוט ונראה מדוע חשוב שכל המתקינים הסולאריים ובעלי המערכות יהיו מודעים אליהם.

איך זה עובד? 

השמיים קוד חשמל לאומי הציג את הדרישה לכיבוי מהיר כדרישת בטיחות חשמל בארצות הברית (NEC). 

סולרי PV למערכות חייבת להיות שיטה לנטרל או להוריד את המתח של המודולים הסולאריים על הגג כדי לעמוד בקריטריון זה. זה דורש הוספת מתג "הפעלה או כיבוי".

כיבוי מהיר מספק דרך בטוחה למתקינים סולאריים או לכבאים לעצור או להפחית את המתח והזרם ממערך פוטו-וולטאי, מה שמאפשר להם לעבוד בצורה בטוחה ויצרנית תוך הימנעות מסכנות חשמליות.

לממירים יש יכולת כיבוי על מנת להפריע לזרימת האנרגיה שנוצרת על ידי מודולים דרכם. עם זאת, הפאנלים הסולאריים ימשיכו לייצר חשמל כל עוד השמש זורחת, תוך הצבת מתח וזרם על החוטים המחברים את הפאנלים למהפך.

כיבוי או הפחתת המתח בגג שלך ברמת המודול מורידה או מבטלת את האפשרות שכבאי יזדעזע ממתח מוגזם המגיע מהמודולים הסולאריים.

המהפך והתקן הכיבוי המהיר ברמת המודול חייבים לתקשר זה עם זה בהתאם לקוד החשמל הלאומי של ארה"ב, ויחד הם מהווים מערכת.

מדוע מכשיר כיבוי מהיר יפסיק לעבוד? 

התקן כיבוי מהיר הוא סוג של מיקרו-מהפך או אלקטרוני כוח ברמת מודול (MLPE). הם מצוידים בכלים שיכולים לכבות ולהוריד את תפוקת המתח בכל המערכת הסולארית כדי לעמוד ב PV תקנות כיבוי מהיר.

לבסוף, מערכת כיבוי מהירה דורשת מהפך. החשמל שנוצר על ידי המודולים הסולאריים הופך לאנרגיה שימושית עבור הבית שלך באמצעות מהפך (למידע נוסף על תהליך זה קרא את הבלוג הקודם שלנו). בתוך המהפך יש כמה יוזמי כיבוי מהיר.

שלושת הרכיבים הללו ידועים כציוד כיבוי מהיר פוטו-וולטאי. התקנים אלו מאפשרים מערכת כיבוי מהירה בהורדת המתח לרמה בטוחה. לצורך כיבוי מהיר, PVRSE ו-PVRSS חייבים להיות ברשימה UL. מתג הכיבוי המהיר יכול להפסיק לתפקד אם חלקים אלה אינם פועלים כראוי.

שלבים לזיהוי תקלות נפוצות בהתקן כיבוי מהיר 

שינוי עמוק יותר במבנה האנרגיה בעולם הוביל להרחבת מערכת החשמל החדשה, המשתמשת באנרגיה חדשה כדלק העיקרי שלה, ולגידול במספר המבנים עם מערכות פוטו-וולטאיות על הגג. 

בין אם מדובר במערכת ביתית ובין אם מדובר בתחנת כוח תעשייתית ומסחרית, הצפי הוא שהיכולת המותקנת של הפוטו-וולטאים תתרחב משמעותית, ובעיות הבטיחות הקשורות בה תמיד משכו את תשומת לב התעשייה.

• כיבוי המכשיר במקרה חירום

הפתרונות חייבים להיות אמינים מכיוון שבטיחות הכבאים מחייבת כיבוי ברמת המודול. יש לכבות את המערך בהצלחה ולנטרל את האנרגיה כאשר כיבוי מהיר מתאפשר על ידי התקני הכיבוי המהיר. 

הכבאים מניחים שהמערך למעשה מנותק, כך שאם זה לא יקרה, הסיכון עלול אפילו להיות גדול יותר ממה שהיה ללא הליך הכיבוי בכלל.

אז איך נבטיח מעבר בטוח? ניתוקי DC מכניים, כגון אלו המשמשים בממירים, חייבים לעבור בדיקה בהתאם ל-UL 98B. בנוסף לבדיקות בטיחות אחרות, תקן זה מחייב בדיקה בתנאים דומים לאלו בהם נועד הניתוק לפעול. 

לעומת זאת, מתגי DC של מצב מוצק של היום נבדקו רק לפי UL1741 ומופעלים בתאימות לכיבוי ברמת המודול. ניתוק DC או מתג בטיחות אינם מכוסים על ידי UL 1741. 

סביבת העבודה של התקני MLPE היא למעשה קשה יותר מסביבת העבודה של ניתוק DC טיפוסי במהפך או עליו. מומלץ לבדוק את תכונת הכיבוי המהיר מחוץ לטווח הטמפרטורות הרגילות.

• זיהוי תקלת קשת ותגובת כיבוי תקינה

רעש חשמלי יכול להיות מופק על ידי רכיבים אלקטרוניים. זו בדרך כלל לא בעיה בצד DC של מערכת סולארית. עם זאת, רמות הרעש יכולות לעלות באופן דרמטי ולחסום זיהוי מדויק של תקלות קשת בעת שימוש בציוד הכיבוי המהיר של היום. 

מפסק תקלות קשת (AFCI) אלגוריתמים עוקבים אחר זרם ה-DC והמתח של מערכת השמש ומחפשים תכונות ספציפיות (כגון תנודות פתאומיות) הדומות לקשתות. הם מבססים את הזיהוי שלהם על אוסף של חתימות קשת שמתארות איך נראית קשת טיפוסית. 

השמיים AFCI מופעל כדי לכבות קשת או לעצור קשת פוטנציאלית לפני שיתרחש נזק אם דפוסי הזרם והמתח שזוהו דומים לחתימת קשת. ה AFCI אלגוריתם מתקשה להבחין בקשת אמיתית כאשר רעש חשמלי מופק על ידי מהיר כיבוי מכשירים (כגון ממחילי אופטימיזציה המחליפים תדרים) מספק אותות הדומים לקשתות אמיתיות. 

בשל המהומה, יש סיכוי גבוה יותר למעוד מטרד או, גרוע מכך, לא להבחין בקשת ממשית. יתר על כן, זה עשוי להיות אירוני שהרעש הנוסף הזה מפריע לאותות הכיבוי של מערכות מסוימות, ומקשה על האמון שהן יכבו בעת הצורך.

• זיהוי מספר החיבורים עבור פחות סיכון קשת

מחברי DC הם תורמים עיקריים לקשתות טוריות ב-a PV מערך, על פי מחקר ממכון פראונהופר בגרמניה והמרכז הסולארי הלאומי BRE בבריטניה. לבעיות במחבר DC יש בדרך כלל אחת משתי סיבות שורש:

1. טעויות התקנה: טעויות ההתקנה השכיחות ביותר הן כיווץ לא תקין באתר ומחברים שאינם מותקנים במלואם, שניהם מביאים לחיבורים חלשים שעלולים לגרום לקשתות. 

2. שגיאות נפוצות כוללות שימוש בכלי כיווץ שגויים, התקנת מחברים בצורה לא מדויקת, או סתם הכשרת התקנה לא מספקת.

מחברי DC מתוצרת יצרנים שונים נקראים חיבורים לא תואמים. אי התאמה גורמת לחיבורים רופפים, קורוזיה, חדירת מים והתנהגות התפשטות תרמית משתנה.

כל שיטת כיבוי מהיר שמעלה משמעותית את מספר נקודות החיבור יכולה להפוך את המערכת למסוכנת יותר.

• גילוי אריכות ימים של המכשיר

אימוץ אנרגיה סולארית מונע על ידי עלות-תועלת, ולכן זה קריטי שטכנולוגיות כיבוי מהיר לא יגדילו את עלויות המערכת לרמות שאינן בהישג ידם של הצרכנים. מערכות סולאריות הן גם השקעה של 20+ שנה. מערכות עם פחות חלקים וכאלה שאינן כפופות אלקטרוניקה לתנאי גג קשים צריכות להיות אמינות יותר.

הבטיחות צריכה לבוא במקום הראשון בעת ​​הערכת טכנולוגיות כיבוי מהיר הזמינות בשוק, ולאחר מכן עלות נוספת.

הכיבוי המהיר נכלל במקור בקוד החשמל הלאומי לשנת 2014 (NEC) כדי לתת לכבאים דרך קלה לנטרל את האנרגיה של מוליכים DC של מערכת סולארית בזמן חירום ולשמור על סביבה בטוחה על גג הבניין. 

זאת על מנת שבמערכת סולארית טיפוסית של מהפך מחרוזת, חוט ה-DC ממערכת השמש נשאר חי כאשר השמש זורחת גם לאחר כיבוי המהפך.

ה-NEC 2017 שינה את הסטנדרטים לכיבוי מהיר בהתבסס על מידת הקירבה PV מוליכים מערכת הם ל PV גבול מערך, שהוא כעת האזור שנמשך 1 רגל (305 מ"מ) לכל הכיוונים מהמערך.

בתוך 30 שניות מתחילת כיבוי מהיר, PV מעגלים בתוך מבנים שנמצאים מחוץ לגבול של יותר מ-3 רגל (1 מ') מנקודת הכניסה חייבים להיות מוגבלים ללא יותר מ-30 וולט.

החל מה-1 בינואר 2019, יש להשתמש באחת משלוש החלופות הבאות PV מעגלים שנמצאים בתוך גבול המערך:

השמיים PV יש להזכיר מערך או להגדיר את השדה כ-a PV מערך עם הכיבוי המהיר. כמו PV יש להגדיר ולהשתמש במערך בהתאם להנחיות המפורטות בתיוג השדה או ברשימה לכיבוי מהיר PV מערכים.

PV מוליכים בתוך ההיקף או פחות מ-3 רגל (1 מ') מהנקודה שבה פני הבניין חודרים אליהם חייבים להיות מוגבלים ללא יותר מ-80 וולט תוך 30 שניות מתחילת הכיבוי המהיר.

PV מערכים המותקנים יותר מ-8 רגל מאלמנטים מוליכים מוארקים חשופים או מהאדמה וחסרים שיטות חיווט חשופות וחלקים מוליכים פטורים מהתקנות.

הרחבת מערכת החשמל החדשה, המשתמשת באנרגיה חדשה כדלק העיקרי שלה, וגידול במספר הבניינים עם מערכות פוטו-וולטאיות על הגג הן תוצאות של שינוי עמוק יותר במבנה האנרגיה העולמי.

הקיבולת המותקנת של הפוטו-וולטאים צפויה לגדול בצורה דרמטית, בין אם מדובר במערכת ביתית או בתחנת כוח תעשייתית ומסחרית, והחששות הבטיחותיים הקשורים בכך תמיד משכו את תשומת הלב של התעשייה.

האינטראקציה של Rapid Shutdown עם ממירים ומטבי הספק

בעוד שמערכות ממירים אחרות זקוקות לרכיבים נוספים כדי לאפשר כיבוי מהיר, אחרות כבר תואמות באופן בסיסי לכיבוי מהיר ברמת המודול (NEC 2017 ואילך).

אפשרויות המהפך הפופולריות ביותר עבור מערכות פאנלים סולאריים למגורים בארצות הברית הן מערכות מיקרו-אינברטר ומערכות מיטוב הספק. למרבה המזל, אופטימיזציית הספק וממירי מיקרו-ממירים פועלים שניהם באתר הפאנל ויש להם תכונות כיבוי מהיר מובנות.

"כדי לעמוד בדרישות NEC 2017 או NEC 2020, ייתכן שתצטרך להתקין גם אלקטרוניקת הספק ברמת המודול (MLPE) אם אתה מתקין מהפך מחרוזת לבד. זה אמור לעבוד אם אתה משלב מיטובי הספק עם מהפך מחרוזת, כפי שעושה SolarEdge.

עם זאת, כאשר מדינות נוספות החלו ליישם את NEC 2017, יצרני ממירי מחרוזת רבים וחברות סולריות אחרות פיתחו טכנולוגיות MLPE חדשות עם יכולות כיבוי מהיר, כך שממטבי הספק לא היו הבחירה הבלעדית שלך לתאימות כיבוי מהיר. MLPEs אלה שתוכננו במפורש לכיבוי מהיר הם לעתים קרובות בחירה חסכונית יותר מאשר הוספת מיטובי הספק או מיקרו-ממירים.

בעוד שמערכות ממירים מסוימות יכולות להפעיל את הכיבוי המהיר ללא צורך ברכיבים נוספים, אחרות לא. אופטימיזציית הספק ו מיקרו ממירים שניהם כוללים תכונות כיבוי מובנות. כדי לעמוד בקוד NEC 2017, ייתכן שיהיה עליך להוסיף התקנים ברמת המודול אם יש לך מהפך מחרוזת.

לפני שתבצע התאמות כלשהן למערכת הפאנלים הסולאריים שלך, עליך לבדוק אם המערכת שלך עומדת בקריטריוני הכיבוי המהיר מכיוון שתבדקי את זה. כדי למצוא את רכיבי הכיבוי המהירים הטובים ביותר עבור המערכת שלך, ייתכן שתפנה לסיוע מקצועי.

אופטימיזציית הספק מספקים מתח נמוך DC למהפך מרכזי להמרה למתח AC תואם רשת, וממירי מיקרו ממירים מתח נמוך DC למתח AC תואם רשת חשמל. לאחר מכן מתח AC מיוצא לשירות החשמל לשימוש על ידי עומסים באתר או מיוצא לרשת לשימוש על ידי אחרים כאשר רשת החשמל זמינה. 

MLPEs אלה מפסיקים לייצר מתח AC ואינם מסוגלים עוד לספק מתח AC או זרם למעגלי המוצא של המהפך או לרשת, ובכך עומדים בדרישות של סעיף 690.12, כאשר הרשת נכשלת או PV מעגלי AC של המערכת מנותקים משירות השירות על ידי מפסק AC, הסרת מד חשמל או אחר ניתוק AC.

כאשר מתח ה-AC למהפך המערכת מנותק, מערכות עם מיטובי הספק משיגות תאימות לכיבוי מהיר. 

המהפך מספק אות למיטובים כך שהם יכולים להפחית אוטומטית את פלט המתח שלהם לוולט אחד עם אובדן אות AC. במקרה זה, הממוצע של 350 וולט של קו של 18 לוחות עם אופטימיזציה יופחת ל-18 וולט.

מרחק הסיום של 10 רגל עבור חוטי DC בתוך PV המערך יופחת לגבול של 1 רגל כחלק מהשינוי המוצע של NEC לשנת 2017 לסעיף 690.12. בנוסף, זה ישמור על אילוץ המוליכים הקיים של 30 וולט תוך צורך בהגבלה של 80 וולט בתוך המערך בתוך הגבול של רגל אחת. 

כתוצאה מכך, יהיה צורך לכבות מרחוק כל פאנל בודד ממתג ראשי. מתחי המיתרים בין הפאנלים לבין תיבת הכיבוי המהירה עשויים עדיין להתקיים עד 600 וולט DC, ומכאן שמערכות הכיבוי המהיר שנמצאות כעת בשימוש תחת קריטריוני NEC 2014 לא יעמדו בקריטריון חדש זה. 

למעשה, תוכנית חדשה זו דורשת סוג של התקן כיבוי בתוך מערך או ברמת מודול עבור כל הגג PV מערכות.

למרות שלא ברור כיצד הגבלת 80 וולט חדשה במערך תשפר את בטיחותם של כבאים ומגיבים ראשונים אחרים, הכלל הנוסף עשוי למעשה להפוך את המתקינים לפחות בטוחים. 

היכן הדאגה מהזמן הממושך שמתקינים צריכים להשקיע בהחלפת התקנים ברמת המודול התקלקלו ​​או התבלו אם תעשיית השמש תיאלץ ליישם כיבוי קשה יותר ברמת המודול? 

עליכם לקחת בחשבון שאנשי שירות יהיו בעלי סיכוי גבוה יותר לחוות נפילות, שהן הגורם המוביל לתמותה בעבודה בענף הבנייה.

עם רווח קטן או ללא ביצועים, הכלל המוצע הזה של NEC מ-2017 לסעיף 690.12 יגדל PV מורכבות המערכת, סיכון מתקין ותחזוקה, הוצאות וקשיי אמינות, שישפיעו על הפוטנציאל העתידי של הגג PV התקנות. 

שינויים כאלה חייבים לחשוב היטב. נראה שה-NEC מנסה לפתור בעיה שאולי אפילו לא קיימת.

הקריטריונים של NEC 2017 מסמנים התפתחות בבטיחות של PV מערכות. ישנם מספר עיצובים והתקנים בשוק העומדים בקריטריוני הבקרה של קוד NEC. השתמש במערכת הכיבוי המהירה כדי להגן על עצמך ועל שלך PV מערכת בצורה בטוחה.

עליך לוודא שאתה מעדכן את מערכת השמש שלך בהתאם לדרישות המעודכנות של מכשיר הכיבוי המהיר של המדינה שלך אם למדינתך יש קודים לבטיחות PV מערכת.

חשמל מופק באמצעות מערך פאנלים סולאריים כדי לספק זרם ישר (DC). זרם חילופין (AC), שהמכשירים שלך עשויים להשתמש בו, נוצר על ידי ממירים. ממירים גדולים יותר עשויים להיות ממוקמים קרוב למונה החשמלי של הבניין או ללוח החלוקה הראשי, או שמערכת עשויה לכלול מספר ממירים בודדים קטנים המחוברים לפאנלים סולאריים בודדים.

רוב קווי החשמל של הבניין מנותבים דרך צינורות לאורך החלק החיצוני. מתג ניתוק AC מותקן בדרך כלל קרוב ללוח החלוקה הראשי של הבית או למונה החשמלי. לכל מתג ניתוק צריך להיות תווית המציינת לאיזה מערך סולארי הוא מקושר.

רק החיבור של הבית למערך הסולארי ינותק על ידי מתג הניתוק. הפאנלים יכולים לזעזע אנשים מכיוון שהם ממשיכים לייצר כוח DC. ה אנרגיה סולארית המערכת תמשיך לייצר חשמל אם יש לה גיבוי לסוללה.

זכור כי פאנלים סולאריים ימשיכו לתפקד כל עוד השמש בחוץ. פאנלים סולאריים יכולים להיות מסוכנים, בדיוק כמו כל מקור חשמל אחר. 

שים לב לסכנות ושמור על מרחק בטוח מכל ציוד חשמלי אם יש לך פאנלים סולאריים המוצבים על הגג שלך או במיקום אחר בנכס שלך. יש ליידע את צוותי החירום על הסכנות הכרוכות במערכים סולאריים.

טיפים למכשיר כיבוי מהיר סולארי בריא

בכל פעם שהשמש בחוץ, המוליכים במערכת פאנלים סולאריים נעשים טעונים חשמלית.

אין שיטה בטוחה לעצור את הזרם הזורם דרך אותם מוליכים ללא מנגנון כיבוי מהיר.

לא ניתן לכבות את החשמל רק על ידי כיבוי המהפך הסולארי, בניגוד למה שרוב האנשים מאמינים. הפאנלים הסולאריים עדיין ייצרו חשמל, והחיבורים החשמליים המחברים את הפאנלים הסולאריים עדיין יובילו חשמל.

כל מי שבא במגע עם מערכת הפאנלים הסולאריים נמצא בסכנת התחשמלות בגלל זרם חי זה, כולל מגיבים ראשונים שעלולים להיקרא לאירוע על הגג שלך.

כבאים הם פגיעים במיוחד מכיוון שהם מרבים לאוורר מבנים בוערים על ידי קידוח חורים בקירות או גגות, מה שעלול להביא אותם במגע ישיר עם המוליכים או הכבלים של מערכת הפאנלים הסולאריים.

בעיה זו נפתרת על ידי מכשיר הכיבוי המהיר solar, אשר מבטל באופן מיידי את האנרגיה של מערכת הפאנלים הסולאריים ומבטל את הסיכון להתחשמלות לכל מי שמטפס על הגג.

כמה טיפים לשמש בריאה מכשיר כיבוי מהיר הם: 

• התקן מערכת כיבוי מהיר ב"רשימה" או בתווית שדה

מקור המילה "רשום" מהשם הפרטי של תוכנית ההסמכה של UL, שנוצרה לפני יותר ממאה שנה. 

קוד החשמל הלאומי כולל את המילה "רשום", אך הוא אינו קובע שמערכות ומוצרים חייבים להיות מאושרים UL; במקום זאת, הוא דן באיכויות הכלליות של הארגונים שיספקו שירות הסמכה כזה. 

למרות ש-UL מאמינה כמובן שיצרנים צריכים לאשר את המוצרים שלהם לסגירה מהירה באמצעות UL, מעבדות בדיקה אחרות בעלות שם ארצי אולי יוכלו לעזור.

• התקן מערכת המסוגלת להוריד את המתח שלה ל-80 וולט תוך 30 שניות

מכיוון שהם הופכים כוח DC במתח גבוה למתח נמוך יותר ובטוח יותר של AC שיכול לרדת ל-80 וולט תוך 30 שניות, מיקרו-ממירים נחשבים לרוב כמתאימים באופן מולד ל- pv כיבוי מהיר.

בדיקה לאחר התקנת הממירים היא קשה, אך UL ביצעה באופן יזום את הבדיקות הללו כדי לאשר שמיקרו-ממירים ספציפיים יכולים לעמוד בסף 80V.

• התקן BIPV מערכת ללא רכיבי מתכת, ללא מוליכים חשופים, ולא בטווח של 8 רגל ממתכת מוארקת

ניתן לעמוד בקריטריונים של NEC 2017 על ידי שלבקת חוגרת סולרית, אריחים או בניין אחר PV מערכות (BIPV) כל עוד אין להן מוליכי מתכת או רכיבי מתכת חשופים, או אם הן אינן ממוקמות ליד מתכת מוארקת כלשהי. מערכות אלו נשמרות בנפרד ממרכיבים מוליכים ומוארקים.

סיכום

זה כל מה שאתה צריך לדעת כעסק להתקנת שמש. בעולם, מפותחות תקנות כיבוי מהיר כדי להגן על מכבי האש בזמן שהם פועלים ליד שמש PV ציוד. כדי לחקור את יתרונות הבטיחות הללו לעומק, עיינו ב התקני כיבוי מהיר: פתרונות בטיחות חיוניים למערכות פוטו-וולטאיות.

מערכת הכיבוי המהירה (PVRSE) הנדרשת על ידי ה-NEC משתמשת במספר מכשירים כדי להוריד את המתח לרמה בטוחה (PVRSS). כדי לעמוד בדרישות NEC, נדרשים רכיבים כגון ממירים, יוזמים והתקני כיבוי מהיר כמו MLPE או מיקרו-ממירים.

אתה יכול יצירת קשר יצרנית מכשירי הכיבוי המהירה המובילה אם אתם מחפשים ספק לעסק שלכם.