Ugunsdrošības apdraudējums
Pēdējos gados, PV Bieži notikušas spēkstaciju ugunsnelaimes, kas ne tikai zaudē spēkstacijas īpašumus un elektroenerģijas ražošanas ienākumus, bet arī rada bojājumus ēkām un miesas bojājumus un pat izplatās apkārtējā vidē, izraisot virkni sekundāru katastrofu.
Līdzstrāvas loks ir visizplatītākā kļūmes parādība PV elektrostacija. Loki radīsies kontakta pārtraukuma, ierīces novecošanas, izolācijas plīsuma un sliktas zemējuma dēļ. Turklāt līdzstrāvas loka kaitējums ir daudz lielāks nekā maiņstrāvas loka kaitējums, jo līdzstrāvas lokam nav nulles šķērsošanas punkta, tiklīdz tas notiks, tas turpinās degt, to ir grūti nodzēst, un to ir ļoti viegli izraisīt ugunsnelaimes. Saskaņā ar statistiku vairāk nekā pusi ugunsnelaimju PV spēkstacijās izraisa līdzstrāvas loki. Palielinoties PV moduļu specifikācijām, palielinās līdzstrāvas puses sistēmas jauda un strāva. Saskaņā ar Džoula likumu Q=I²Rt strāva dubultojas, un īssavienojuma punkta termiskais efekts palielinās 4 reizes, ievērojami palielinās arī ugunsgrēka izcelšanās risks.
Līdzstrāvas loka klasifikācija
Atšķirībā no tradicionālajiem elektriskajiem izstrādājumiem, tiem nav integrēta korpusa PV moduļi un to vadi, lai saturētu lokus un dzirksteles, ko izraisa komponentu un vadu defekti, savukārt daudzi PV iekārtas spēj darboties ar tipisku līdzstrāvas spriegumu, kas uztur līdzstrāvas lokus.
Ir trīs galvenās loku kategorijas PV instalācijas:
— Sērijas lokus var izraisīt nepareiza elektroinstalācija vai bojāta sērijveida vadi
— Paralēlus lokus var izraisīt daļēji īssavienojumi starp blakus esošajām līnijām ar dažādu potenciālu
— Zemes loki izolācijas defekta dēļ
Sērija Arc
Sērijas loks, kas pazīstams arī kā zīmēts loks. Sērijas lokus parasti izraisa slikts kabeļu kontaktdakšu kontakts starp komponentiem un slikts savienojums starp virknes kabeļiem un kombinētāja kastēm vai invertoriem. Tā kā fotoelektrostacijā ir liels sērijveida spraudņu skaits, 2000MW jumta PV elektrostacijā ir 1 spraudņu pāru. Ar tik daudziem spraudņu pāriem ir grūti nodrošināt, lai visi spraudņi būtu kvalitatīvi. Šie apdraudējumi izraisa sliktu kontaktu un līdzstrāvas loku veidošanos.
Pašlaik daži invertori integrē loka aizsardzības funkciju, taču ar šo aizsardzību ir divas lielas problēmas: pirmkārt, ja vienā virknē ir loka defekts, viss invertors tiks izslēgts, radot lielus bojājumus. elektroenerģijas ražošanas zudums; otrkārt, bez loka defekta lokalizācijas funkcijas ekspluatācijas un apkopes personāls nevar laikus un precīzi atrast loka atrašanās vietu, kas būtībā nav risinājums. Vienīgā tehniskā atiestatīšanas aizsardzība, ko viņi var darīt, ir uzturēt invertora darbību. No šī viedokļa invertorā integrētā loka vilkšanas aizsardzības funkcija nevar īsti efektīvi atrisināt loka zīmēšanas kļūmes problēmu.
Paralēlā loka
Paralēlus lokus galvenokārt izraisa pozitīvo un negatīvo vadītāju īssavienojums, ko izraisa līnijas bojājumi, vai īssavienojums starp virknes kabeļiem. Kad virknes kabeļi tiek mehāniski saspiesti vai nodiluši, starp pozitīvo un negatīvo elektrodu vai starp dažādām virknēm radīsies loka izliekums, kas ir paralēla loka kļūda. Ir vēl viena situācija, kas var izraisīt arī paralēlus lokus. Ja sērijveida loki sistēmā netiek savlaicīgi apstrādāti, virknes loku siltums izdedzina kabeļu izolāciju un rada paralēlus lokus.
Ja starp komponentu kvadrātveida bloka galvenajiem vadītājiem rodas paralēls loks, jo loks var iegūt pietiekami daudz enerģijas, to ir grūtāk nodzēst, kas izraisīs lielu ugunsnelaimi. Sērijveida bojājuma loku var nodzēst, atvienojot līdzstrāvas kopni vai atbilstošo PV sistēmas virkni, bet paralēlo bojājuma loku nevar nodzēst, un tas var pat izraisīt lielākas strāvas pāreju caur loka ceļu, padarot loku intensīvāku.
Pašlaik invertorā integrētā loka aizsardzības funkcija nevar noteikt paralēlus lokus un zemējuma lokus, taču paralēlo loku iznīcinošā jauda bieži vien ir 10 reizes lielāka nekā sērijveida lokiem, un drošības apdraudējums ir vēl lielāks.
Zemes loka
Detaļu novecošana un bojājumi vai mehāniski bojājumi izraisa izlādi uz zemes. Ja komponenti ir novietoti plakaniski uz krāsainā tērauda dakstiņu jumta, radīsies slīpuma loki vai noplūde. Šāda veida defektu nav viegli noskaidrot, it īpaši lietainās dienās. Pašlaik risinājums ir izslēgt invertoru un gaidīt, līdz zeme nožūst, pirms to iedarbināt. Šī metode nevar efektīvi novērst apdraudējumus un palielināt personas elektriskās strāvas trieciena risku.
Līdzstrāvas augstspriegums
PV spēkstacijā PV moduļi ir savienoti virknē, lai izveidotu līdzstrāvas augstsprieguma ķēdi, kas parasti sasniedz aptuveni 1000 V. Pat tad, kad sistēma ir izslēgta, PV moduļa matricā joprojām ir aptuveni 1000 voltu līdzstrāvas augstspriegums. Īpaši jumta fotoelektrostacijām, kad FE spēkstacijās un ēkās izceļas ugunsgrēks, to ir grūti droši glābt; kārtējās spēkstacijas ekspluatācijas un apkopes vai īpašuma apkopes laikā operatori un inspektori arī ir pakļauti elektriskās strāvas trieciena riskam.
Scenārija riska analīze
Valdība, skola, slimnīca, dzīvojamās mājas jumts
1. Reģionālā kontrole. Nav iespējams izmantot dronus, lai skenētu komponentus, lai noteiktu novirzes no normas, un nevar laikus atrast apdraudējumu;
2. Apdzīvotība ir blīva. Komponentu kvadrātveida blokam ir noplūde, augsts elektriskās strāvas trieciena risks personālam;
3. Glābšana ir ierobežota. Avārijas gadījumā, piemēram, ugunsgrēka gadījumā, nevar izslēgt auklas augsto spriegumu, kas kavē glābšanu;
4. Sabiedriskās domas ietekme. Ja notiks negadījums, lielāka ietekme būs sabiedrības viedoklim
Dažādu krāsu tērauda dakstiņu jumts
1. Ir grūti pārbaudīt. Krāsaino tērauda dakstiņu jumtu ir neērti pārbaudīt, un loka drošības apdraudējumu nevar atklāt savlaicīgi;
2. Glābšana ir ierobežota. Avārijas gadījumā, piemēram, ugunsgrēka gadījumā, nevar izslēgt auklas augsto spriegumu, kas kavē glābšanu;
3. Jumts ir trausls. Un līdzstrāvas loka dzirkstele ir viegli sadedzināt caur krāsaino tērauda flīzi un iekļūt apakšējā telpā, izraisot ugunsgrēku un īpašuma bojājumus
Šosejas, upes un citas teritorijas
1. Vides riski. Sporādiskas loka dzirksteles no cigarešu izsmēķiem un komponentiem var viegli izraisīt nezāļu apdegumu zemāk;
2. Grūti pārbaudīt. Garā un šaurā zona ir neērta pārbaudei, apgrūtināta darbība un apkope, un apdraudējumi nav savlaicīgi atrodami;
3. Grūti glābt. Tālu no pilsētas teritorijas, piemēram, ugunsgrēku un citu negadījumu, ir grūti glābt;
4. Sekundārais negadījums. Kad transportlīdzeklis vai cits negadījums sabojā detaļas, auklas augsto spriegumu nevar laikus izslēgt, kas var izraisīt nopietnu sekundāru negadījumu.
Nacionālie likumi un noteikumi
ASV:
Saskaņā ar jaunāko Nacionālā elektriskā kodeksa NEC2020 dokumenta izdevumu:
Uzņemiet attālumu līdz PV matricai 305 mm kā robežu, ārpus robežas, 30 S laikā pēc sprūda ierīces iedarbināšanas spriegums nokrītas zem 30 V; Robežās ir jābūt “PV bīstamības kontroles sistēmai” vai jāsamazina spriegums zem 80 V 30 S laikā pēc palaišanas ierīces iedarbināšanas.
Kanāda:
Saskaņā ar Kanādas elektriskās kodeksa 2021. gada izdevumu:
Ja PV sistēmas līdzstrāvas sānu spriegums ir lielāks par 80 V, jāuzstāda loka defektu pārtraucēja ierīce vai cits līdzvērtīgs aprīkojums.
Kad PV sistēma ir uzstādīta ēkā vai uz tās, jāuzstāda ātrās izslēgšanas ierīce. 1 metra attālumā no PV moduļa pēc ātrās izslēgšanas ierīces palaišanas ir jāsamazina spriegums zem 30 V 30 sekunžu laikā.
Vācija:
Saskaņā ar Vācijas standartu VDE-AR-E 2100-712:
PV sistēmā, ja invertors ir izslēgts vai tīkls neizdodas, līdzstrāvas spriegumam jābūt mazākam par 120 V. Ir minēts izslēgšanas ierīces izmantošana, lai līdzstrāvas sānu spriegums būtu zem 120 V.
Austrālija:
Saskaņā ar jaunākā AS/NZS 4.3.3:5033 standarta 2021. sadaļu:
Ja līdzstrāvas spriegums ir lielāks par 120 Vd.c, starp moduli un invertoru ir jāuzstāda atvienošanas ierīce.
Taizeme:
Saskaņā ar Taizemes elektrisko noteikumu 4.3.13. sadaļu — saules enerģijas jumta barošanas avota instalācijas 2022:
Nepieciešams, lai jumta fotoelektrostacijai ir jābūt aprīkotai ar ātrās izslēgšanas ierīci, un ierobežojums ir 300 mm no PV matricas. Spriegums robeždiapazonā tiek samazināts līdz zem 80 V 30 sekunžu laikā pēc ierīces iedarbināšanas, un spriegums ārpus ierobežojuma diapazona tiek samazināts līdz zem 30 V.
BENY Self-R&D Izvēlne
Saules enerģijas jumtu un ēku ugunsdrošībai, BENY virknes līmeņa un moduļa līmeņa ātrās izslēgšanas ierīces kontrolē paneļu spriegumu līdz noteiktam drošam līmenim mikrosekundēs. Novērst negadījumus un uzlabot saules enerģijas sistēmas drošību. BENY ātrās izslēgšanas risinājumi ir izstrādāti saskaņā ar CE, TUV, UL standartiem, kas atbilst valsts likumiem un noteikumiem, piemēram, Taizemes elektrisko kodeksu, NEC2020. Kā Sunspec alianses dalībnieks, BENY izstrādāt PLC sakaru RSD, lai nodrošinātu plašāku atbilstību vairākiem virkņu invertoriem. Apskatiet produktus tagad.
Epilogs
PV elektrostaciju būvniecība rit pilnā sparā, un tā ir cieši saistīta ar tūkstošiem mājsaimniecību. Kā nodrošināt "drošība" PV spēkstaciju skaits piesaista lielu visas nozares uzmanību. Lai efektīvi atrisinātu šo problēmu, visai nozarei ir jāsadarbojas, lai rastu inovatīvus risinājumus un pastāvīgi jāuzlabo attiecīgie standarti un noteikumi, pēc tam patiesi jāievieš attiecīgās prasības turpmākajā spēkstacijas būvniecībā.
PV elektrostaciju kā svarīgas enerģētikas infrastruktūras droša, stabila un efektīva darbība ir svarīgs ekonomikas attīstības garants.
