Brandveiligheid is het belangrijkste om in gedachten te houden als het gaat om zonne-energie. Talrijke zonneregelingen verminderen het risico op brand, maar ze moeten regelmatig worden bijgewerkt om de gevaren voor brandweerlieden te verminderen bij het uitvoeren van hun taken op of in gebouwen met PV reeksen.
Veel landen hebben prioriteit gegeven aan veiligheidsmaatregelen om te garanderen dat: zonne-energiefuncties veilig en stelt brandweerlieden en andere eerstehulpverleners in staat om naar het gebied van brandveiligheid te gaan. De snelle uitschakeling kan in deze situatie worden gebruikt.
Laten we de criteria voor snelle uitschakeling in meer detail bekijken en zien waarom het van cruciaal belang is dat alle zonne-installateurs en systeemeigenaren hiervan op de hoogte zijn.
De Nationale elektrische code introduceerde de eis voor snelle uitschakeling als elektrische veiligheidsvereiste in de Verenigde Staten (NEC).
Zonne PV systemen moeten een methode hebben om de spanning van de zonnepanelen op het dak te deactiveren of te verlagen om aan dit criterium te voldoen. Dit vereist de toevoeging van een "aan of uit" -schakelaar.
Snelle uitschakeling biedt een veilige manier voor installateurs van zonne-energie of brandweerlieden om de spanning en stroom van een fotovoltaïsche array te stoppen of te verminderen, zodat ze veilig en productief kunnen werken en elektrische gevaren kunnen vermijden.
Omvormers hebben de capaciteit om uit te schakelen om de stroom van energie die door de modules wordt gegenereerd te onderbreken. De zonnepanelen blijven echter elektriciteit opwekken zolang de zon schijnt, waardoor er spanning en stroom op de draden komt te staan die de panelen met de omvormer verbinden.
Het uitschakelen of verlagen van de spanning op uw dak op moduleniveau verlaagt of elimineert de mogelijkheid dat een brandweerman een schok krijgt door een te hoge spanning afkomstig van de zonnepanelen.
De omvormer en het sneluitschakelapparaat op moduleniveau moeten met elkaar communiceren in overeenstemming met de Amerikaanse National Electrical Code, en samen vormen ze een systeem.
Een Rapid Shutdown Device is een soort micro-omvormer of module-level power electronic (MLPE). Ze zijn uitgerust met hulpmiddelen die de spanningsoutput in het hele zonnestelsel kunnen uitschakelen en verlagen om te voldoen aan: PV Regels voor snelle uitschakeling.
Ten slotte vereist een snel uitschakelsysteem een omvormer. De elektriciteit die door de zonnepanelen wordt opgewekt, wordt via een omvormer omgezet in bruikbare energie voor uw huis (lees voor meer informatie over dit proces onze vorige blog). In de omvormer bevinden zich verschillende Rapid Shutdown-initiators.
Deze drie componenten staan bekend als fotovoltaïsche apparatuur voor snelle uitschakeling. Deze apparaten maken een snelle uitschakeling mogelijk om de spanning naar een veilig niveau te brengen. Voor een snelle uitschakeling moeten PVRSE en PVRSS op de UL-lijst staan. De snelle uitschakelschakelaar kan stoppen met werken als deze onderdelen niet goed werken.
Een diepere verandering in de energiestructuur van de wereld heeft geleid tot een uitbreiding van het nieuwe energiesysteem, dat nieuwe energie als primaire brandstof gebruikt, en tot een toename van het aantal structuren met fotovoltaïsche systemen op het dak.
Of het nu gaat om een thuissysteem of een industriële en commerciële elektriciteitscentrale, de verwachting is dat de geïnstalleerde capaciteit van fotovoltaïsche installaties aanzienlijk zal toenemen, en de veiligheidsproblemen die ermee gepaard gaan, hebben altijd de aandacht van de industrie getrokken.
Oplossingen moeten betrouwbaar zijn, omdat de veiligheid van brandweerlieden een uitschakeling op moduleniveau vereist. De array moet met succes worden uitgeschakeld en spanningsloos worden gemaakt wanneer een snelle uitschakeling is ingeschakeld door de apparaten voor snelle uitschakeling.
Brandweerlieden gaan ervan uit dat de array daadwerkelijk spanningsloos is, dus als dit niet gebeurt, is het risico mogelijk zelfs groter dan zonder de afsluitprocedure.
Dus hoe zorgen we voor veilig overstappen? Mechanische DC-scheidingsschakelaars, zoals die worden gebruikt op omvormers, moeten de tests doorstaan in overeenstemming met UL 98B. Naast andere veiligheidstests, verplicht deze norm testen onder omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die waarin de ontkoppeling bedoeld is om te werken.
De huidige solid-state DC-schakelaars zijn daarentegen alleen getest volgens UL1741 en worden gebruikt in naleving van de uitschakeling op moduleniveau. Een DC-scheidingsschakelaar of veiligheidsschakelaar valt niet onder UL 1741.
De werkomgeving voor MLPE-apparaten is eigenlijk zwaarder dan de werkomgeving voor een typische DC-scheiding bij of op de omvormer. Het wordt aanbevolen om de functie voor snelle uitschakeling buiten het bereik van de normale bedrijfstemperaturen te testen.
Elektrische ruis kan worden geproduceerd door elektronische componenten. Dit is meestal geen probleem aan de DC-kant van een zonnestelsel. De geluidsniveaus kunnen echter dramatisch stijgen en nauwkeurige detectie van boogfouten belemmeren bij gebruik van de huidige snelle uitschakelapparatuur.
Stroomkringonderbreker boogfout (AFCI) algoritmen houden de gelijkstroom en spanning van het zonnestelsel bij en zoeken naar specifieke eigenschappen (zoals abrupte fluctuaties) die op bogen lijken. Ze baseren hun detectie op een verzameling boogsignaturen die beschrijven hoe een typische boog eruit ziet.
De AFCI wordt geactiveerd om een boog te doven of een toekomstige boog te stoppen voordat er schade optreedt als de gedetecteerde stroom- en spanningspatronen lijken op een boogsignatuur. De AFCI algoritme heeft moeite met het onderscheiden van een echte boog wanneer elektrische ruis geproduceerd door quick apparaten afsluiten (zoals van de schakelfrequenties van optimizers) levert signalen die op echte bogen lijken.
Door de commotie is er een grotere kans op hinderlijk struikelen of, erger nog, het niet opmerken van een daadwerkelijke boog. Bovendien kan het ironisch zijn dat deze extra ruis de uitschakelsignalen van sommige systemen verstoort, waardoor het moeilijk is om erop te vertrouwen dat ze worden uitgeschakeld wanneer dat nodig is.
DC-connectoren leveren een belangrijke bijdrage aan seriële bogen in a PV array, volgens onderzoek van het Fraunhofer Institute in Duitsland en het BRE National Solar Centre in het VK. Problemen met de DC-connector hebben meestal een van de twee hoofdoorzaken:
1. Installatiefouten: De meest voorkomende installatiefouten zijn onjuist krimpen ter plaatse en connectoren die niet volledig zijn geïnstalleerd, die beide resulteren in zwakke verbindingen die vonken kunnen veroorzaken.
2. Veelvoorkomende fouten zijn het gebruik van de verkeerde krimpgereedschappen, het onnauwkeurig installeren van connectoren of het hebben van onvoldoende installatietraining.
DC-connectoren die door verschillende fabrikanten zijn gemaakt, worden niet-overeenkomende verbindingen genoemd. Incompatibiliteit veroorzaakt losse verbindingen, corrosie, binnendringen van water en variabel thermisch uitzettingsgedrag.
Elke snelle uitschakelmethode die het aantal verbindingspunten aanzienlijk verhoogt, kan het systeem gevaarlijker maken.
De acceptatie van zonne-energie wordt gedreven door kosteneffectiviteit, dus het is van cruciaal belang dat technologieën voor snelle uitschakeling de systeemkosten niet opdrijven tot niveaus die buiten het bereik van consumenten liggen. Zonnesystemen zijn ook een investering van meer dan 20 jaar. Systemen met minder onderdelen en systemen die de elektronica niet blootstellen aan zware omstandigheden op het dak, zouden betrouwbaarder moeten zijn.
Veiligheid moet voorop staan bij het evalueren van op de markt beschikbare technologieën voor snelle uitschakeling, gevolgd door extra kosten.
De snelle uitschakeling was oorspronkelijk opgenomen in de National Electrical Code (NEC) van 2014 om brandweerlieden een gemakkelijke manier te bieden om de DC-geleiders van het zonnestelsel tijdens een noodgeval spanningsloos te maken en een veilige omgeving op het dak van een gebouw te behouden.
Dit is zo dat, op een typisch zonnesysteem met stringomvormer, de DC-draad van het zonnestelsel in leven blijft als de zon schijnt, zelfs nadat de omvormer is uitgeschakeld.
De NEC van 2017 veranderde de normen voor snelle uitschakeling op basis van hoe dicht de PV systeemgeleiders zijn naar de PV arraygrens, wat nu het gebied is dat 1 voet (305 mm) in alle richtingen van de array uitsteekt.
Binnen 30 seconden na het starten van de snelle uitschakeling, PV stroomkringen in gebouwen die zich buiten de grens van meer dan 3 meter (1 voet) van het punt van binnenkomst bevinden, moeten worden beperkt tot niet meer dan 30 volt.
Met ingang van 1 januari 2019 moet een van de volgende drie alternatieven worden gebruikt voor: PV circuits die zich binnen de arraygrens bevinden:
De PV array moet worden vermeld of veld moet worden aangeduid als a PV array met de snelle sluiting. Zo'n PV array moet worden ingesteld en gebruikt in overeenstemming met de richtlijnen die worden vermeld in de veldetikettering of lijst voor snelle uitschakeling PV reeksen.
PV geleiders binnen de omtrek of minder dan 3 m (1 voet) van het punt waar het oppervlak van het gebouw ze binnendringt, moeten worden beperkt tot niet meer dan 80 volt binnen 30 seconden na het starten van de snelle uitschakeling.
PV arrays die meer dan 8 meter verwijderd zijn van blootgestelde geaarde geleidende elementen of de grond en zonder blootgestelde bedradingsmethoden en geleidende delen zijn vrijgesteld van de regelgeving.
De uitbreiding van het nieuwe energiesysteem, dat nieuwe energie als belangrijkste brandstof gebruikt, en een toename van het aantal gebouwen met fotovoltaïsche systemen op het dak zijn het resultaat van een meer diepgaande transformatie in de wereldwijde energiestructuur.
De geïnstalleerde capaciteit van fotovoltaïsche installaties zal naar verwachting dramatisch toenemen, ongeacht of het een huishoudelijk systeem is of een industriële en commerciële elektriciteitscentrale, en de veiligheidsproblemen die ermee verband houden, hebben altijd de aandacht van de industrie getrokken.
Terwijl andere invertersystemen extra componenten nodig hebben om snelle uitschakeling mogelijk te maken, voldoen andere al fundamenteel aan snelle uitschakeling op moduleniveau (NEC 2017 en later).
De meest populaire omvormerkeuzes voor residentiële zonnepaneelsystemen in de Verenigde Staten zijn micro-omvormer- en power optimizer-systemen. Gelukkig werken power optimizers en micro-omvormers beide op de paneelsite en hebben ze ingebouwde snelle uitschakelfuncties.
'Om te voldoen aan NEC 2017 of NEC 2020, moet u mogelijk bovendien vermogenselektronica op moduleniveau (MLPE) installeren als u alleen een stringomvormer installeert. Het zou moeten werken als je power optimizers combineert met een stringomvormer, zoals SolarEdge doet.
Toen echter andere staten NEC 2017 begonnen te implementeren, ontwikkelden veel fabrikanten van stringomvormers en andere zonne-energiebedrijven nieuwe MLPE-technologieën met snelle uitschakelmogelijkheden, dus power optimizers waren niet de enige keuze voor naleving van snelle uitschakeling. Deze MLPE's die speciaal zijn ontworpen voor snelle uitschakeling, zijn vaak een voordeligere keuze dan het toevoegen van power optimizers of micro-omvormers.
Terwijl sommige invertersystemen de snelle uitschakeling kunnen activeren zonder dat er extra componenten nodig zijn, doen andere dat niet. Power optimizers en micro-omvormers beide bevatten ingebouwde afsluitfuncties. Om te voldoen aan de NEC-code van 2017, moet u mogelijk apparaten op moduleniveau toevoegen als u een stringomvormer heeft.
Voordat u aanpassingen aan uw zonnepaneelsysteem doet, moet u controleren of uw systeem voldoet aan de criteria voor snelle uitschakeling, omdat u hierop wordt gecontroleerd. Om de beste componenten voor snel afsluiten voor uw systeem te vinden, kunt u professionele hulp zoeken.
Power optimizers leveren laagspannings-DC aan een gecentraliseerde omvormer voor conversie naar netconforme AC-spanning, en micro-omvormers zetten laagspannings-DC om naar net-compatibele AC-spanning. Wisselstroom wordt vervolgens geëxporteerd naar de elektrische dienst voor gebruik door belastingen ter plaatse of geëxporteerd naar het net voor gebruik door anderen wanneer het openbare stroomnet beschikbaar is.
Deze MLPE's stoppen met het produceren van wisselstroom en zijn niet langer in staat om wisselspanning of -stroom te leveren aan de uitgangscircuits van de omvormer of aan het net, waardoor ze voldoen aan de vereisten van artikel 690.12, wanneer het net uitvalt of de PV systeem AC-circuits zijn losgekoppeld van de nutsvoorziening door een AC-stroomonderbreker, verwijdering van de elektriciteitsmeter of andere AC ontkoppelen.
Wanneer de wisselstroom naar de systeemomvormer wordt afgesneden, voldoen systemen met power optimizers aan een snelle uitschakeling.
De omvormer levert een signaal aan de optimizers, zodat ze hun uitgangsspanning automatisch kunnen verlagen tot één volt bij het wegvallen van een AC-signaal. In dit geval zou de gemiddelde 350 volt van een lijn van 18 panelen met optimizers worden verlaagd tot 18 volt.
De aansluitafstand van 10 voet voor DC-draden in de PV array zou worden teruggebracht tot een grens van 1 voet als onderdeel van de door de NEC voorgestelde wijziging van artikel 2017. Bovendien zou het de bestaande 690.12-volt geleiderbeperking behouden, terwijl een in-array 30-volt-beperking binnen de grens van één voet nodig is.
Als gevolg hiervan zou het nodig zijn om elk afzonderlijk paneel op afstand uit te schakelen via een hoofdschakelaar. De stringspanningen tussen de panelen en de sneluitschakelkast kunnen nog steeds bestaan tot 600 volt gelijkstroom, daarom zouden de sneluitschakelsystemen die nu in gebruik zijn onder de NEC-criteria van 2014 niet voldoen aan dit nieuwe criterium.
In wezen vereist dit nieuwe plan een soort van in-array- of moduleniveau-uitschakelapparaat voor alle rooftops PV systemen.
Hoewel het onduidelijk is hoe een nieuwe in-array 80-volt begrenzing de veiligheid van brandweerlieden en andere eerstehulpverleners zou verbeteren, kan de aanvullende regel installateurs juist minder veilig maken.
Waar is de zorg voor de langere tijd die installateurs moeten besteden aan het vervangen van defecte of versleten apparaten op moduleniveau als de zonne-energie-industrie gedwongen wordt een strengere uitschakeling op moduleniveau door te voeren?
U moet er rekening mee houden dat servicemedewerkers meer kans hebben om te vallen, wat de belangrijkste oorzaak is van arbeidsongevallen in de bouwsector.
Met weinig tot geen prestatiewinst, zal deze voorgestelde NEC-extra regel uit 2017 voor artikel 690.12 toenemen PV systeemcomplexiteit, installateurs- en onderhoudsrisico, kosten en problemen met de betrouwbaarheid, die een impact zullen hebben op het toekomstige potentieel van rooftop PV installaties.
Dergelijke aanpassingen moeten goed doordacht zijn. De NEC lijkt een probleem op te lossen dat misschien niet eens bestaat.
De NEC 2017-criteria markeren een ontwikkeling in de veiligheid van: PV systemen. Er zijn verschillende ontwerpen en apparaten op de markt die voldoen aan de controlecriteria van de NEC-code. Gebruik het snelle uitschakelsysteem om uzelf en uw . te beschermen PV systeem veilig.
U moet ervoor zorgen dat u uw zonnestelsel bijwerkt in overeenstemming met de bijgewerkte vereisten van het apparaat voor snelle uitschakeling van uw staat als uw staat codes heeft voor de veiligheid van uw PV systeem.
Elektriciteit wordt geproduceerd met behulp van een zonnepaneel dat gelijkstroom (DC) levert. Wisselstroom (AC), die uw apparaten kunnen gebruiken, wordt gecreëerd door omvormers. Grotere omvormers kunnen dicht bij de elektriciteitsmeter of het hoofddistributiepaneel van het gebouw worden geplaatst, of een systeem kan talrijke kleine, individuele omvormers bevatten die aan afzonderlijke zonnepanelen zijn gekoppeld.
De meeste elektrische leidingen van het gebouw worden door leidingen langs de buitenkant geleid. Een AC-scheidingsschakelaar wordt meestal geïnstalleerd in de buurt van het hoofddistributiepaneel van het huis of de elektriciteitsmeter. Elke scheidingsschakelaar moet een label hebben dat aangeeft aan welk zonnepaneel het is gekoppeld.
Alleen de verbinding van het huis met het zonnepaneel wordt verbroken door de hoofdschakelaar. De panelen kunnen mensen schokken omdat ze gelijkstroom blijven produceren. De zonne-energie het systeem blijft elektriciteit opwekken als het een back-upbatterij heeft.
Houd er rekening mee dat zonnepanelen blijven werken zolang de zon schijnt. Zonnepanelen kunnen gevaarlijk zijn, net als elke andere elektrische bron.
Houd rekening met de gevaren en houd een veilige afstand tot elektrische apparatuur als u zonnepanelen op uw dak of op een andere locatie op uw eigendom heeft. Hulpdiensten moeten worden geïnformeerd over de gevaren van zonnepanelen.
Elke keer dat de zon schijnt, worden de geleiders in een zonnepaneelsysteem elektrisch geladen.
Er is geen veilige methode om de stroom door die geleiders te stoppen zonder een snel uitschakelmechanisme.
De stroom kan niet worden uitgeschakeld door alleen de zonne-omvormer uit te schakelen, in tegenstelling tot wat de meeste mensen denken. De zonnepanelen zouden nog steeds elektriciteit produceren en de elektrische verbindingen die de zonnepanelen verbinden, zouden nog steeds elektriciteit vervoeren.
Iedereen die in contact komt met het zonnepaneelsysteem loopt door deze spanningsstroom risico op elektrocutie, ook hulpverleners die bij een incident op uw dak kunnen worden opgeroepen.
Brandweerlieden zijn bijzonder kwetsbaar omdat ze vaak brandende gebouwen ventileren door gaten in de muren of daken te boren, waardoor ze in direct contact kunnen komen met de geleiders of kabels van het zonnepaneelsysteem.
Dit probleem wordt opgelost door het snelle uitschakelapparaat solar, dat het zonnepaneelsysteem onmiddellijk spanningsloos maakt en het risico op elektrocutie elimineert voor iedereen die op het dak klimt.
Een paar tips voor een gezonde zonne-energie snel uitschakelapparaat zijn:
Het woord "vermeld" is afkomstig van de voornaam van het UL-certificeringsprogramma, dat meer dan een eeuw geleden werd gecreëerd.
De National Electric Code bevat het woord 'vermeld', maar er staat niet in dat systemen en producten UL-gecertificeerd moeten zijn; het bespreekt eerder de algemene kwaliteiten van de organisaties die een dergelijke certificeringsdienst zouden verlenen.
Hoewel UL uiteraard van mening is dat fabrikanten hun producten moeten certificeren voor een snelle uitschakeling via UL, kunnen andere landelijk bekende testlaboratoria ook helpen.
Omdat ze hoogspanningsgelijkstroom omzetten in een veiligere wisselstroom met een lager voltage die in 80 seconden kan dalen tot 30 V, wordt er vaak gedacht dat micro-omvormers van nature compatibel zijn met de pv snelle uitschakeling.
Testen nadat de omvormers zijn geïnstalleerd, is moeilijk, maar UL heeft deze tests proactief uitgevoerd om te bevestigen dat specifieke micro-omvormers de 80-V-drempel kunnen halen.
Aan de NEC 2017-criteria kan worden voldaan door zonnedakspanen, tegels of andere geïntegreerde gebouwen PV (BIPV)-systemen zolang ze geen blootliggende metalen geleiders of metalen onderdelen hebben, of als ze zich niet naast geaard metaal bevinden. Deze systemen worden gescheiden gehouden van geleidende en geaarde componenten.
Dit was alles wat u moest weten als installatiebedrijf voor zonne-energie. Wereldwijd worden voorschriften voor snelle uitschakeling ontwikkeld om brandweerlieden te beschermen terwijl ze in de buurt van zonne-energie werken PV apparatuur. Om deze veiligheidsvoordelen verder te ontdekken, kunt u terecht bij... Apparaten voor snelle uitschakeling: onmisbare veiligheidsoplossingen voor fotovoltaïsche systemen.
Het door de NEC vereiste snelle uitschakelsysteem (PVRSE) gebruikt een aantal apparaten om de spanning tot een veilig niveau (PVRSS) te verlagen. Om aan de NEC-vereisten te voldoen, zijn componenten zoals omvormers, initiators en apparaten voor snelle uitschakeling zoals MLPE of micro-omvormers vereist.
Je kan contact de toonaangevende fabrikant van Rapid shutdown-apparaten als u op zoek bent naar een leverancier voor uw bedrijf.