Cum să fuzionați corect un sistem solar

Panourile solare au devenit recent mult mai comune, deoarece oamenii din întreaga lume încep să se orienteze către un mod de viață mai ecologic și mai durabil. Ieșirea în afara rețelei necesită ca unii oameni să își poată face propriile treburile casnice, iar în circumstanțe ca aceasta, să știe cum să cableze corect panourile solare este esențial. 

În cele mai multe cazuri, este necesară o siguranță pentru sistemul solar între un panou solar și controlerul său de încărcare, deoarece siguranțe și întrerupătoare de circuit protejați cablajul de supraîncălzire. Acest lucru evită, de asemenea, ca orice aparat să ia foc sau să fie deteriorat în cazul unui scurtcircuit. Cu toate acestea, dacă panourile solare sunt conectate în serie, rareori este necesară o siguranță.

Ce este o siguranță solară?

Siguranța solară este un fel de siguranță special concepută pentru sistemele de energie solară, servește ca o linie critică de apărare împotriva defecțiunilor electrice din sistemul dumneavoastră solar. Acestea sunt concepute pentru a proteja echipamentul solar împotriva supraîncălzirii, supraîncărcării sau scurtcircuitelor care ar putea apărea. Când apare o defecțiune electrică, siguranța acționează ca o verigă slabă în circuit, topindu-se și rupând conexiunea pentru a preveni curgerea unui curent excesiv. Siguranța solară poate fi aleasă pe baza mai multor factori, cum ar fi dimensiunea și forma fizică, amperajul, capacitatea de rupere și multe altele.

Fără utilizarea corectă a siguranțelor, un scurtcircuit sau suprasarcină poate cauza supraîncălzirea firelor, topirea izolației și chiar aprinderea unui incendiu. Siguranțele ajută la atenuarea acestor riscuri prin întreruperea rapidă a fluxului de electricitate înainte de a se produce daune. De asemenea, vă protejează panourile solare de curentul invers, care poate apărea atunci când un panou devine umbrit sau defect, făcându-l să atragă curent de la alte panouri din șir.

Când să fuzionați panourile solare

NEC oferă linii directoare pentru siguranța panourilor solare bazate pe curentul de scurtcircuit (Isc) al panourilor. Codul cere ca valoarea siguranței să fie de cel puțin 156% din ISC a panoului. De exemplu, dacă un panou solar are un ISC de 10A, valoarea minimă a siguranței ar fi de 15.6A, rotunjită la următoarea dimensiune standard a siguranței de 20A.

Cablajul în serie: situații pe care nu trebuie să le asigurați

Când panourile solare sunt conectate în serie, curentul care curge prin fiecare panou este același. În această configurație, o singură siguranță la capătul șirului este de obicei suficientă pentru a proteja întreaga matrice. Rețeaua solară nu trebuie să fie sigură dacă curentul de scurtcircuit al rețelei solare este mai mic decât valoarea maximă a siguranței în serie a panoului solar. Din cauza următoarelor, nu există protecție suplimentară sau beneficii prin fuzionarea acestui tip de matrice:

Trei panouri de 200 W sunt conectate în succesiune. Fiecare panou solar are o valoare nominală maximă a siguranței în serie de 15 A și un curent de scurtcircuit în serie maxim de 10.2 A, 9.8 A și, respectiv, 9.8 A.

Având în vedere că valoarea maximă a siguranței în serie este de 15A, putem presupune că firele interne, diodele, conexiunile și alte părți ale panoului solar real pot rezista la un curent maxim de 15A.

Deoarece curentul de scurtcircuit al matricei este de 10.2 A, este rezonabil să se precizeze că, dacă ar avea loc un scurtcircuit sau o altă defecțiune în cadrul unuia dintre panourile solare, panoul ar fi echipat să gestioneze situația, deoarece curentul de scurtcircuit nu poate depăși puterea maximă a siguranței panoului.

În cele din urmă, nu va permite niciodată să ardă siguranța. Faceți siguranța să suporte lovituri supărătoare în mod constant atunci când funcționează normal. Din acest motiv, o siguranță nu este necesară pentru această situație, conform codului.

Cablaje paralele: atunci când este necesară siguranța

Cu toate acestea, atunci când panourile solare sunt conectate în paralel, fiecare șir poartă propriul curent. În acest caz, sunt necesare siguranțe pentru fiecare șir paralel pentru a preveni ca un scurtcircuit într-un șir să le afecteze pe celelalte. NEC cere ca fiecare șir conectat în paralel să fie sigurat individual, cu siguranța nominală care nu depășește valoarea maximă a siguranței în serie a panourilor.

UNDE SĂ FUNCȚI?

Există trei locații diferite în care siguranța poate fi instalată în panourile solare. Primul este între banca de baterii și controlerul de încărcare. În al doilea rând, poate fi plasat între regulatorul de încărcare și panourile solare. În cele din urmă, siguranța poate fi prezentă și între invertor și banca de baterii.

O siguranță sau întrerupător instalat între controlerul de încărcare și acumulatorul poate proteja împotriva scurtcircuitelor și supraîncărcărilor. Această siguranță ar trebui să fie evaluată pentru a gestiona curentul maxim de ieșire a controlerului de încărcare.

Siguranța dintre controlerul de încărcare și panoul solar funcționează eficient pentru a proteja împotriva supraîncălzirii firelor, protejând în același timp aparatul împotriva oricăror deteriorări.

O siguranță sau un întrerupător instalat între acumulatorul și invertorul poate proteja, de asemenea, împotriva scurtcircuitelor și suprasarcinilor. Siguranța trebuie să fie evaluată pentru a face față consumului maxim de curent al invertorului.

De ce tip/dimensiune de siguranță avem nevoie?

Pentru sisteme fotovoltaice (PV). pentru a funcționa în siguranță, sigur și pe termen lung, siguranțele trebuie să fie dimensionate corespunzător. Spre deosebire de aplicațiile obișnuite de distribuție și control al energiei electrice, siguranțele sistemului solar sunt susceptibile la circumstanțe speciale. Expunerea pe termen lung la factorii de mediu poate duce la temperaturi ambientale aberante, care, la rândul lor, afectează alegerile conductorilor, dimensionarea și performanța siguranței. 

În plus, PV modulele produc curenți continui, spre deosebire de circuitele tradiționale, care sunt de obicei dimensionate pe baza sarcinilor continue, necesitând considerații suplimentare pentru dimensionarea siguranțelor. Având în vedere aceste circumstanțe, o tehnică specială pentru dimensionarea siguranțelor solare în PV sisteme este necesar.

Fuziune panou solar 

Panourile solare comerciale cu peste 50 de wați utilizează cabluri de calibru 10 care pot rezista la fluxuri de curent de până la 30 de amperi. În astfel de cazuri, fuziunea nu este o necesitate dacă panourile sunt interconectate în serie. Cu toate acestea, situația se schimbă semnificativ atunci când panourile sunt interconectate în paralel. De exemplu, dacă există patru panouri, fiecare evaluat pentru 15 amperi, un scurtcircuit într-unul dintre ele ar putea face ca toți cei 60 de amperi să fie direcționați către panoul scurtcircuitat. Acest lucru va avea ca rezultat ca firele care conduc la acel panou să primească un curent semnificativ mai mare de 30 de amperi, ceea ce poate provoca ca perechea de fire să ia foc. Prin urmare, în conexiunile paralele, este esențial să instalați siguranțe pe fiecare panou pentru a preveni fluxul excesiv de curent care poate duce la supraîncălzire și pericol de incendiu.

Fuziune pentru o cutie paralelă/combinator

A cutie combinator este utilizat într-un sistem paralel pentru a conține siguranțele și întreruptoarele pentru fiecare panou, precum și una sau mai multe siguranțe „combinate” care se conectează la controlerul de încărcare sau la invertorul de legătură la rețea. Mai întâi trebuie să calculăm curentul în cel mai rău caz care va curge pe baza panourilor noastre unice înainte de a dimensiona această siguranță/întrerupător „combinat”. Este important de reținut că amperajul total al tuturor siguranțelor din cutia combinatorului nu trebuie să depășească valoarea nominală maximă de intrare a controlerului de încărcare sau ampacitatea firelor care duc din cutia combinatorului.

Încărcător la Siguranța sau întrerupătorul bateriei

Pentru că cele mai defavorabile amplificatoare care curg către și de la a Lățimea impulsului modulată Controlerul de încărcare (PWN) este același, dimensiunea siguranței și a firului se pot potrivi. Dimpotrivă, regulatoarele de încărcare MPPT au capacitatea atât de a reduce tensiunea, cât și de a crește curentul care curge între controler și banca de baterii, necesitând o recalculare a dimensiunii exacte a firului și siguranței sau consultarea manualului controlerului de încărcare. Pentru controlerul de încărcare Solar Boost 50 (amperi), de exemplu, Blue Sky recomandă instalarea unei siguranțe/întrerupătoare de 60 de amperi între dispozitiv și acumulatorul. Încă o dată, alegeți un fir cu ratingul corect.

Fuziunea între banca de baterii și invertor

Ultima siguranță sau întrerupător dintre acumulatorul și invertorul trebuie dimensionat pe baza puterii nominale continue a invertorului și a curentului maxim de supratensiune pe care îl poate suporta. Consultați specificațiile producătorului invertorului pentru a determina dimensiunea adecvată a siguranței sau a întreruptorului. Ca regulă generală, siguranța ar trebui să aibă o valoare nominală de 1.25 până la 1.5 ori valoarea nominală a curentului continuu al invertorului. De exemplu, dacă invertorul dumneavoastră are o putere nominală continuă de 2000W la 24 volți, curentul continuu ar fi 2000W ÷ 24V = 83.3A. În acest caz, ați alege o siguranță sau un întrerupător cu o putere între 105 A și 125 A.

Instrumente necesare 

• Găsitor de unghi
• Nivelul torpilelor
• bandă de pește
• Linie de creta
• Mașină de găurit fără fir (14.4 V sau mai mare), mai multe baterii
• Burghie unibit și multiple (lemn, metal, zidărie)
• ferăstrău cu gaură
• perforare
• Cheie dinamometrică cu prize adânci
• Dulci de nuci 
• Stripteuze sârmă
• Crimpers
• Cleste pentru nas
• Clești de aliniament
• Clești pentru îmbinare
• Dispozitive de tăiat cabluri mici
• Dispozitive de tăiat cabluri mari
• multimetru AC/DC
• Ferăstrău pentru metale
• Ruletă
• Pătură, carton sau plastic negru 
• Prelungitoare rezistente
• Pistol de ștemuire
• Extragere siguranțe

Diferențele dintre siguranțe și întreruptoare

Siguranțele și întreruptoarele servesc ambele pentru a vă proteja sistemul solar de defecțiuni electrice, dar funcționează în moduri ușor diferite. Siguranțele sunt dispozitive de unică folosință care se topesc și întrerup circuitul atunci când se confruntă cu o situație de supracurent. Odată ardă o siguranță, aceasta trebuie înlocuită.

Întreruptoarele, pe de altă parte, pot fi resetate după ce se declanșează. Ei folosesc un comutator mecanic pentru a întrerupe circuitul atunci când este detectat un supracurent. Odată ce defecțiunea este eliminată, întrerupătorul poate fi resetat, restabilind alimentarea circuitului.

În sistemele solare, siguranțele sunt mai frecvent utilizate pentru curenți mai mici, cum ar fi în șirurile de panouri solare sau între regulatorul de încărcare și baterie. Întreruptoarele sunt adesea folosite pentru aplicații cu curent mai mare, cum ar fi între banca de baterii și invertor.

Selectarea tipului de siguranță adecvat

Atunci când alegeți siguranțe pentru sistemul dvs. solar, este important să alegeți tipul și dimensiunea corecte. Cele mai frecvente tipuri de siguranțe utilizate în aplicațiile solare sunt:

• Siguranțe ANL (lamă): Aceste siguranțe sunt utilizate în mod obișnuit în circuitele bateriei și invertorului și sunt disponibile în dimensiuni de la 20A la 750A.
• Siguranțe midget (ATC): Aceste siguranțe mici, tip lamă, sunt adesea folosite în șirurile de panouri solare și cutiile de combinare, cu dimensiuni variind de la 1A la 30A.
• Siguranțe cu cartuș: Aceste siguranțe cilindrice sunt disponibile într-o gamă largă de dimensiuni și sunt adesea folosite în aplicații cu tensiune mai mare.

Când selectați o dimensiune a siguranței, consultați întotdeauna ghidurile NEC și specificațiile componentelor dvs. solare. Siguranțele ar trebui să fie evaluate pentru a gestiona cel puțin 156% din curentul așteptat, rotunjite la următoarea dimensiune standard a siguranței.

Greșeli obișnuite de evitat la fuzionarea unui sistem solar

• Subdimensionarea sau supradimensionarea siguranțelor: Utilizarea unei siguranțe care este prea mică poate duce la arderea prematură a acesteia, în timp ce utilizarea unei siguranțe prea mari poate să nu ofere o protecție adecvată. Întotdeauna dimensionați siguranțele conform instrucțiunilor NEC și specificațiilor componentelor.
• Neglijarea sigurantei panourilor conectate în paralel: Fiecare șir conectat în paralel trebuie să fie sigurat individual pentru a preveni un scurtcircuit într-un șir să le afecteze pe celelalte. Eșecul de a fuziona șirurile paralele poate duce la deteriorare și pericol de incendiu.
• Amplasarea sau instalarea necorespunzătoare a siguranțelor: siguranțele trebuie instalate cât mai aproape de sursa de alimentare și întotdeauna pe firul pozitiv. Amplasarea sau instalarea necorespunzătoare poate reduce eficiența siguranței și poate cauza deteriorarea sistemului dumneavoastră.

Tehnici adecvate de instalare a siguranțelor

Când instalați siguranțe în sistemul dvs. solar, urmați aceste bune practici:

• Folosiți corectul suport siguranțe sau cutia întrerupătorului pentru tipul și dimensiunea siguranței. Pentru a explora mai departe carcasele componentelor, vă rugăm să citiți Suporturi pentru siguranțe: tot ce trebuie să știți.
• Instalați siguranțe pe firul pozitiv, cât mai aproape de sursa de alimentare.
• Utilizați fire și conectori de dimensiuni adecvate, asigurând o conexiune strânsă și sigură.
• Etichetați clar fiecare siguranță sau întrerupător, indicând scopul și valoarea nominală.
• Păstrați siguranțele și întreruptoarele curate și ferite de coroziune, înlocuindu-le dacă este necesar.

Întreținere și depanare

Întreținerea și inspecția regulată a siguranțelor și întrerupătoarelor solare pot ajuta la prevenirea problemelor și la asigurarea longevității sistemului dumneavoastră. Periodic:

• Inspectați vizual siguranțele și întreruptoarele pentru semne de coroziune, deteriorare sau supraîncălzire.
• Verificați etanșeitatea și curățenia conexiunilor.
• Testați continuitatea siguranțelor folosind un multimetru pentru a vă asigura că sunt încă funcționale.
• Înlocuiți siguranțele arse sau întreruptoarele declanșate, investigând cauza defecțiunii înainte de a restabili alimentarea.

Dacă întâmpinați defecțiuni repetate ale siguranțelor sau declanșări ale întreruptorului, aceasta poate indica o problemă mai gravă cu sistemul dumneavoastră solar. Consultați un instalator solar profesionist sau un electrician pentru a diagnostica și rezolva problema.

Concluzie

Orice sistem solar panou care include o siguranță între panouri și controlerul de încărcare este foarte recomandat, deoarece va proteja aparatele electrice și gadget-urile de supratensiuni și va împiedica firele să se supraîncălzească sau să ia foc ca urmare a unui supracurent. Chiar dacă este mai mic PV este posibil ca sistemul cu panouri conectate în serie să nu necesite o siguranță, este întotdeauna recomandabil să fiți sigur decât să vă pare rău. O siguranță rapidă este cea mai sigură opțiune pentru sistem. A se referi la Beny pentru soluții mai bune pentru sistemele de energie solară.