Kā pareizi drošināt saules sistēmu

Saules paneļi pēdējā laikā ir kļuvuši daudz izplatītāki, jo cilvēki visā pasaulē sāk pāriet uz zaļāku un ilgtspējīgāku dzīvesveidu. Lai pārietu no tīkla, dažiem cilvēkiem ir jāspēj pašiem veikt mājas darbus, un šādos apstākļos ir ļoti svarīgi zināt, kā pareizi pieslēgt saules paneļus. 

Vairumā gadījumu starp saules bateriju paneli un tā uzlādes kontrolieri ir nepieciešams saules sistēmas drošinātājs, jo drošinātāji un slēdži aizsargāt vadu no pārkaršanas. Tas arī novērš jebkādu ierīču aizdegšanos vai bojājumus īssavienojuma gadījumā. Tomēr, ja saules paneļi ir savienoti virknē, drošinātājs ir reti nepieciešams.

Kas ir saules drošinātājs?

Saules drošinātājs ir drošinātājs, kas īpaši paredzēts saules enerģijas sistēmām, kalpo kā kritiska aizsardzības līnija pret elektriskiem bojājumiem jūsu saules sistēmā. Tie ir paredzēti, lai aizsargātu saules iekārtas pret pārkaršanu, pārslodzi vai īssavienojumiem, kas var rasties. Ja rodas elektriskā kļūme, drošinātājs darbojas kā vājš posms ķēdē, izkausējot un pārtraucot savienojumu, lai novērstu pārmērīgas strāvas plūsmu. Saules drošinātāju var izvēlēties, pamatojoties uz vairākiem faktoriem, piemēram, fizisko izmēru un formu, strāvas stiprumu, pārrāvuma spēju un daudziem citiem.

Ja drošinātāji netiek pareizi izmantoti, īssavienojums vai pārslodze var izraisīt vadu pārkaršanu, izolācijas kušanu un pat ugunsgrēka izcelšanos. Drošinātāji palīdz mazināt šos riskus, ātri pārtraucot elektrības plūsmu, pirms var rasties bojājumi. Tie arī aizsargā jūsu saules paneļus no pretējās strāvas, kas var rasties, ja panelis kļūst noēnots vai bojāts, iespējams, izraisot strāvu no citiem virknes paneļiem.

Kad drošināt saules paneļus

NEC sniedz vadlīnijas saules paneļu sakausēšanai, pamatojoties uz paneļu īssavienojuma strāvu (Isc). Kods nosaka, ka drošinātāja nominālajam līmenim jābūt vismaz 156% no paneļa Isc. Piemēram, ja saules paneļa Isc ir 10 A, minimālais drošinātāja jauda ir 15.6 A, noapaļojot līdz nākamajam standarta drošinātāja izmēram 20 A.

Sērijas elektroinstalācija: situācijas, kas nav jāapvieno

Kad saules paneļi ir savienoti virknē, strāva, kas plūst caur katru paneli, ir vienāda. Šajā konfigurācijā parasti pietiek ar vienu drošinātāju virknes galā, lai aizsargātu visu masīvu. Saules bloku nav nepieciešams drošināt, ja saules bloka īssavienojuma strāva ir mazāka par saules paneļa maksimālo sērijveida drošinātāju nominālu. Tālāk norādīto iemeslu dēļ šāda veida masīva sapludināšana nesniedz papildu aizsardzību vai priekšrocības:

Trīs 200 W paneļi ir savienoti secīgi. Katram saules paneļa maksimālais sērijas drošinātājs ir 15A un maksimālā sērijas īssavienojuma strāva ir attiecīgi 10.2A, 9.8A un 9.8A.

Ņemot vērā, ka maksimālā sērijas drošinātāja jauda ir 15A, mēs varam pieņemt, ka īstā saules paneļa iekšējie vadi, diodes, savienojumi un citas daļas var izturēt maksimālo strāvu 15A.

Tā kā bloka īssavienojuma strāva ir 10.2 A, ir pamatoti apgalvot, ka gadījumā, ja kādā no saules paneļiem notiktu īssavienojums vai cita nepareiza darbība, panelis būtu aprīkots, lai pārvaldītu situāciju, jo īssavienojuma strāva nevar pārsniegt paneļa maksimālais drošinātāja nomināls.

Galu galā tas nekad neļaus drošinātājam izdegt. Lieciet drošinātājam pastāvīgi izturēt apgrūtinošus triecienus, kad tas darbojas normāli. Sakarā ar to šajā situācijā drošinātājs saskaņā ar kodu nav nepieciešams.

Paralēlā elektroinstalācija: ja nepieciešams drošinātājs

Taču, kad saules paneļi ir savienoti paralēli, katra virkne nes savu strāvu. Šajā gadījumā katrai paralēlajai virknei ir nepieciešami drošinātāji, lai novērstu, ka īssavienojums vienā virknē neietekmē pārējos. NEC pieprasa, lai katra paralēli savienotā virkne būtu atsevišķi savienota ar drošinātāju, kas nepārsniedz paneļu sērijas drošinātāju maksimālo nominālu.

KUR DAUDZĒT?

Ir trīs dažādas vietas, kur drošinātāju var uzstādīt saules paneļos. Pirmais ir starp akumulatora banku un uzlādes kontrolieri. Otrkārt, to var novietot starp uzlādes kontrolieri un saules paneļiem. Visbeidzot, drošinātājs var atrasties arī starp invertoru un akumulatora banku.

Drošinātājs vai slēdzis, kas uzstādīts starp uzlādes kontrolieri un akumulatora banku, var aizsargāt pret īssavienojumiem un pārslodzēm. Šim drošinātājam ir jābūt tādam, lai tiktu galā ar uzlādes kontrollera maksimālo strāvu.

Drošinātājs starp uzlādes kontrolieri un saules bateriju paneli darbojas efektīvi, lai aizsargātu pret vadu pārkaršanu, vienlaikus pasargājot ierīci no jebkādiem bojājumiem.

Drošinātājs vai slēdzis, kas uzstādīts starp akumulatora banku un invertoru, var arī aizsargāt pret īssavienojumiem un pārslodzēm. Drošinātājam jābūt tādam, lai tas izturētu invertora maksimālo strāvas patēriņu.

Kāda veida/izmēra drošinātājs mums ir nepieciešams?

Par fotoelektriskās (PV) sistēmas Lai droši, uzticami un ilgtermiņā darbotos, drošinātājiem jābūt atbilstoša izmēra. Atšķirībā no parastajiem elektroenerģijas sadales un vadības lietojumiem, saules sistēmas drošinātāji ir pakļauti īpašiem apstākļiem. Ilgstoša vides faktoru iedarbība var izraisīt novirzes no apkārtējās vides temperatūras, kas savukārt ietekmē vadītāju izvēli, izmērus un drošinātāju darbību. 

Turklāt, PV moduļi rada nepārtrauktu strāvu, atšķirībā no tradicionālajām shēmām, kuru lielums parasti tiek noteikts, pamatojoties uz nepārtrauktām slodzēm, tāpēc ir nepieciešami papildu apsvērumi, izvēloties drošinātājus. Ņemot vērā šos apstākļus, īpaša tehnika saules drošinātāju izmēra noteikšanai PV sistēmas.

Saules paneļa sakausēšana 

Komerciālajos saules paneļos ar jaudu virs 50 vatiem tiek izmantoti 10 gabarīta kabeļi, kas var izturēt līdz pat 30 ampēru strāvas plūsmu. Šādos gadījumos kausēšana nav nepieciešama, ja paneļi ir savstarpēji saistīti sērijā. Taču situācija būtiski mainās, ja paneļi ir savstarpēji savienoti paralēli. Piemēram, ja ir četri paneļi, katrs ar nominālo 15 ampēriem, īssavienojums vienā no tiem var izraisīt to, ka visi 60 ampēri tiek novirzīti uz īssavienoto paneli. Tā rezultātā vadi, kas ved uz šo paneli, saņems ievērojami lielāku strāvu nekā 30 ampēri, kas var izraisīt šī vadu pāra aizdegšanos. Tāpēc paralēlos savienojumos ir ļoti svarīgi katrā panelī uzstādīt drošinātājus, lai novērstu pārmērīgu strāvas plūsmu, kas var izraisīt pārkaršanu un aizdegšanos.

Paralēlās/kombinētāja kārbas drošinātājs

A kombinatora kaste tiek izmantots paralēlā sistēmā, lai saturētu katra paneļa drošinātājus un slēdžus, kā arī vienu vai vairākus “kombinētos” drošinātājus, kas savienojas ar uzlādes kontrolieri vai tīkla savienojuma invertoru. Pirms šī “kombinētā” drošinātāja/slēdža izmēra noteikšanas mums vispirms jāaprēķina sliktākā gadījuma strāva, kas plūst, pamatojoties uz mūsu unikālajiem paneļiem. Ir svarīgi ņemt vērā, ka visu kombinētāja kastē esošo drošinātāju kopējais strāvas stiprums nedrīkst pārsniegt uzlādes kontrollera maksimālo ieejas nominālu vai vadu caurlaidību, kas ved no kombinētāja kastes.

Lādētājs uz akumulatora drošinātāju vai slēdzi

Jo sliktākā gadījuma pastiprinātāji, kas plūst uz un no a Impulsa platuma modulēts (PWN) uzlādes kontrolieris ir vienāds, drošinātājs un stieples izmērs var atbilst. Pretēji tam, MPPT uzlādes kontrolieriem ir iespēja gan samazināt spriegumu, gan palielināt strāvu, kas plūst starp kontrolieri un akumulatora banku, tādēļ ir nepieciešams pārrēķināt precīzu vada un drošinātāja izmēru vai iepazīties ar uzlādes kontrollera rokasgrāmatu. Piemēram, viņu Solar Boost 50 (amp) uzlādes kontrolierim Blue Sky iesaka uzstādīt 60 ampēru drošinātāju/slēdzi starp ierīci un akumulatora banku. Vēlreiz izvēlieties vadu ar pareizo vērtējumu.

Kausēšana starp akumulatora banku un invertoru

Pēdējam drošinātājam vai slēdžam starp akumulatora banku un invertoru jābūt izmēram, pamatojoties uz invertora pastāvīgo jaudu un maksimālo pārsprieguma strāvu, ko tas spēj izturēt. Lai noteiktu atbilstošo drošinātāju vai slēdža izmēru, skatiet invertora ražotāja specifikācijas. Parasti drošinātājam jābūt 1.25 līdz 1.5 reizes lielākam par invertora pastāvīgo strāvu. Piemēram, ja jūsu invertora nepārtrauktā jauda ir 2000 W pie 24 voltiem, nepārtrauktā strāva būtu 2000 W ÷ 24 V = 83.3 A. Šajā gadījumā jums vajadzētu izvēlēties drošinātāju vai slēdzi ar nominālu no 105A līdz 125A.

Nepieciešami rīki 

• Leņķa meklētājs
• Torpēdas līmenis
• Zivju lente
• Krīta līnija
• Akumulatora urbjmašīna (14.4 V vai lielāka), vairākas baterijas
• Viengabala urbji un vairāki urbji (koks, metāls, mūris)
• Caurums redzēja
• Cauruma perforators
• Griezes momenta atslēga ar dziļām ligzdām
• Riekstu dzenēji 
• Vadu tīrītāji
• Crimpers
• Knaibles ar adatas degunu
• Līnijas knaibles
• Slīdošo savienojumu knaibles
• Mazie kabeļu griezēji
• Lieli kabeļu griezēji
• AC/DC multimetrs
• Zāģis
• Mērlente
• Sega, kartons vai melna plastmasa 
• Lieljaudas pagarinātāji
• Blīvēšanas lielgabals
• Drošinātāju izvilcēji

Atšķirības starp drošinātājiem un slēdžiem

Gan drošinātāji, gan slēdži kalpo, lai aizsargātu jūsu saules sistēmu no elektriskiem bojājumiem, taču tie darbojas nedaudz atšķirīgi. Drošinātāji ir vienreizējas lietošanas ierīces, kas izkūst un pārtrauc ķēdi, saskaroties ar pārstrāvas situāciju. Kad drošinātājs izdeg, tas ir jānomaina.

No otras puses, slēdžus var atiestatīt pēc to atslēgšanas. Viņi izmanto mehānisku slēdzi, lai pārtrauktu ķēdi, kad tiek konstatēta pārstrāva. Kad kļūme ir novērsta, slēdzi var atiestatīt, atjaunojot strāvas padevi ķēdei.

Saules sistēmās drošinātājus biežāk izmanto mazākām strāvām, piemēram, saules paneļu virknēs vai starp uzlādes kontrolieri un akumulatoru. Slēdži bieži tiek izmantoti lietojumiem ar lielāku strāvu, piemēram, starp akumulatora banku un invertoru.

Atbilstošā drošinātāja veida izvēle

Izvēloties drošinātājus savai saules sistēmai, ir svarīgi izvēlēties pareizo veidu un izmēru. Visizplatītākie drošinātāju veidi, ko izmanto saules enerģijas lietojumos, ir:

• ANL (lāpstiņas) drošinātāji: šos drošinātājus parasti izmanto akumulatoru un invertora ķēdēs, un tie ir pieejami izmēros no 20A līdz 750A.
• Midget (ATC) drošinātāji: šie mazie, lāpstiņu tipa drošinātāji bieži tiek izmantoti saules paneļu virknēs un kombinētās kārbās, kuru izmēri svārstās no 1A līdz 30A.
• Kasetņu drošinātāji: šie cilindriskie drošinātāji ir pieejami plašā izmēru diapazonā un bieži tiek izmantoti augstāka sprieguma lietojumos.

Izvēloties drošinātāja izmēru, vienmēr ievērojiet NEC vadlīnijas un savu saules bateriju komponentu specifikācijas. Drošinātājiem jābūt tādiem, lai tie varētu apstrādāt vismaz 156% no paredzamās strāvas, noapaļojot līdz nākamajam standarta drošinātāja izmēram.

Biežākās kļūdas, no kurām jāizvairās, savienojot Saules sistēmu

• Drošinātāju maza izmēra vai pārāk liela izmēra drošinātāji: izmantojot pārāk mazu drošinātāju, tas var priekšlaicīgi izpūst, savukārt pārāk liela drošinātāja izmantošana var nenodrošināt pietiekamu aizsardzību. Vienmēr izmēriet drošinātājus atbilstoši NEC vadlīnijām un komponentu specifikācijām.
• Paralēli savienotu paneļu drošinātāju neievērošana: katra paralēli savienotā virkne ir atsevišķi jāsakausē, lai novērstu īssavienojumu vienā virknē, kas ietekmē citas. Ja paralēlās virknes nav savienotas ar drošinātāju, var rasties bojājumi un aizdegšanās risks.
• Nepareizs drošinātāju novietojums vai uzstādīšana: Drošinātāji jāuzstāda pēc iespējas tuvāk strāvas avotam un vienmēr uz pozitīvā vada. Nepareiza novietošana vai uzstādīšana var samazināt drošinātāja efektivitāti un, iespējams, sabojāt sistēmu.

Pareiza drošinātāju uzstādīšanas tehnika

Uzstādot drošinātājus savā saules sistēmā, ievērojiet šo paraugpraksi:

• Izmantojiet pareizo drošinātāju turētājs vai slēdžu kārbu, lai uzzinātu drošinātāja veidu un izmēru. Lai sīkāk iepazītos ar komponentu korpusiem, lūdzu, izlasiet Drošinātāju turētāji: viss, kas jums jāzina.
• Uzstādiet drošinātājus uz pozitīvā vada pēc iespējas tuvāk strāvas avotam.
• Izmantojiet atbilstošus vadu izmērus un savienotājus, nodrošinot ciešu un drošu savienojumu.
• Skaidri marķējiet katru drošinātāju vai slēdzi, norādot tā mērķi un vērtējumu.
• Uzturiet drošinātājus un slēdžus tīrus un tīrus no korozijas, vajadzības gadījumā nomainiet tos.

Apkope un problēmu novēršana

Saules drošinātāju un slēdžu regulāra apkope un pārbaude var palīdzēt novērst problēmas un nodrošināt sistēmas ilgmūžību. Periodiski:

• Vizuāli pārbaudiet drošinātājus un slēdžus, vai nav korozijas, bojājumu vai pārkaršanas pazīmju.
• Pārbaudiet savienojumu hermētiskumu un tīrību.
• Pārbaudiet drošinātāju nepārtrauktību, izmantojot multimetru, lai pārliecinātos, ka tie joprojām darbojas.
• Nomainiet visus izdegušos drošinātājus vai atslēgtos slēdžus, pirms strāvas atjaunošanas noskaidrojot bojājuma cēloni.

Ja rodas atkārtoti drošinātāju kļūmes vai slēdža atvienojumi, tas var norādīt uz nopietnāku saules sistēmas problēmu. Konsultējieties ar profesionālu saules enerģijas uzstādītāju vai elektriķi, lai diagnosticētu un atrisinātu problēmu.

Secinājumi

Jebkurš saules paneļu sistēma kas ietver drošinātāju starp paneļiem un uzlādes kontrolieri, ir ļoti ieteicams, jo tas pasargās elektriskās ierīces un ierīces no strāvas pārsprieguma un pasargās vadus no pārkaršanas vai aizdegšanās pārsprieguma rezultātā. Lai arī mazāks PV sistēmai ar sērijveidā savienotiem paneļiem drošinātājs var nebūt vajadzīgs, vienmēr ir ieteicams nožēlot. Ātri izplūstošs drošinātājs ir visdrošākais sistēmas risinājums. Atsaukties uz Beny labākiem risinājumiem saules enerģijas sistēmām.