Ako správne spojiť slnečnú sústavu

Solárne panely sa v poslednej dobe stali oveľa bežnejšími, pretože ľudia na celom svete sa začínajú posúvať smerom k ekologickejšiemu a udržateľnejšiemu spôsobu života. Odpojenie od siete vyžaduje, aby niektorí ľudia boli schopní vykonávať svoje domáce práce a za takýchto okolností je nevyhnutné vedieť, ako správne zapojiť solárne panely. 

Vo väčšine prípadov je potrebná poistka solárneho systému medzi solárnym panelom a jeho regulátorom nabíjania, pretože poistky a istič chráňte vedenie pred prehriatím. Tým sa tiež zabráni vznieteniu alebo poškodeniu akýchkoľvek spotrebičov v prípade skratu. Ak sú však solárne panely zapojené do série, poistka je potrebná len zriedka.

Čo je to solárna poistka?

Solárna poistka je druh poistky špeciálne určený pre solárne systémy, slúži ako kritická línia obrany proti elektrickým poruchám vo vašej solárnej sústave. Sú určené na ochranu solárneho zariadenia pred prehriatím, preťažením alebo skratom, ktorý by mohol nastať. Keď dôjde k elektrickej poruche, poistka funguje ako slabý článok v obvode, roztaví sa a preruší spojenie, aby sa zabránilo toku nadmerného prúdu. Solárna poistka môže byť vybraná na základe niekoľkých faktorov, ako je fyzická veľkosť a tvar, menovitý prúd, vypínacia schopnosť a mnoho ďalších.

Bez správneho použitia poistiek môže skrat alebo preťaženie spôsobiť prehriatie vodičov, roztavenie izolácie a dokonca aj požiar. Poistky pomáhajú zmierniť tieto riziká rýchlym prerušením toku elektriny skôr, ako môže dôjsť k poškodeniu. Tiež chránia vaše solárne panely pred spätným prúdom, ku ktorému môže dôjsť, keď sa panel zatieni alebo pokazí, čo môže spôsobiť, že odoberie prúd z iných panelov v reťazci.

Kedy spájať solárne panely

NEC poskytuje pokyny pre istenie solárnych panelov na základe skratového prúdu (Isc) panelov. Kód vyžaduje, aby hodnota poistky bola aspoň 156 % Isc panelu. Napríklad, ak má solárny panel ISC 10A, minimálna hodnota poistky by bola 15.6A, zaokrúhlená nahor na ďalšiu štandardnú veľkosť poistky 20A.

Sériové zapojenie: Situácie, ktoré nemusíte taviť

Keď sú solárne panely zapojené do série, prúd pretekajúci každým panelom je rovnaký. V tejto konfigurácii zvyčajne stačí na ochranu celého poľa jedna poistka na konci reťazca. Solárne pole nie je potrebné istiť, ak je skratový prúd solárneho poľa menší ako maximálna hodnota sériovej poistky solárneho panela. Z nasledujúcich dôvodov neexistuje žiadna dodatočná ochrana ani výhody spojené s týmto druhom poľa:

Postupne sú zapojené tri 200W panely. Každý solárny panel má maximálnu hodnotu sériovej poistky 15A a maximálny sériový skratový prúd 10.2A, 9.8A a 9.8A.

Vzhľadom na to, že maximálna hodnota sériovej poistky je 15A, môžeme predpokladať, že vnútorné vodiče, diódy, spoje a ďalšie časti skutočného solárneho panelu vydržia maximálny prúd 15A.

Keďže skratový prúd poľa je 10.2 A, je rozumné uviesť, že ak by došlo ku skratu alebo inej poruche v rámci jedného zo solárnych panelov, panel by bol vybavený na zvládnutie situácie, pretože skratový prúd nemôže prekročiť maximálna hodnota poistky panela.

V konečnom dôsledku nikdy nedovolí, aby sa poistka spálila. Zabezpečte, aby poistka neustále znášala nepríjemné údery, keď funguje normálne. Z tohto dôvodu nie je v tejto situácii podľa kódu potrebná poistka.

Paralelné zapojenie: keď je potrebné istenie

Keď sú však solárne panely zapojené paralelne, každý reťazec vedie svoj vlastný prúd. V tomto prípade sú potrebné poistky pre každý paralelný reťazec, aby sa zabránilo tomu, že skrat v jednom reťazci ovplyvní ostatné. NEC vyžaduje, aby bol každý paralelne pripojený reťazec jednotlivo istený, pričom hodnota poistky nepresahuje maximálnu hodnotu sériovej poistky panelov.

KDE ZAPOJIT?

Existujú tri rôzne miesta, kde môže byť poistka inštalovaná v solárnych paneloch. Prvý je medzi batériou a regulátorom nabíjania. Po druhé, môže byť umiestnený medzi regulátor nabíjania a solárne panely. Nakoniec môže byť poistka prítomná aj medzi meničom a batériovou bankou.

Poistka alebo istič nainštalovaný medzi regulátorom nabíjania a batériovou bankou môže chrániť pred skratom a preťažením. Táto poistka by mala byť dimenzovaná tak, aby zvládla maximálny prúdový výstup regulátora nabíjania.

Poistka medzi regulátorom nabíjania a solárnym panelom účinne chráni pred prehriatím vodičov a zároveň chráni spotrebič pred akýmkoľvek poškodením.

Poistka alebo istič nainštalovaný medzi batériou a meničom môže tiež chrániť pred skratom a preťažením. Poistka by mala byť dimenzovaná tak, aby zvládla maximálny odber prúdu meniča.

Aký typ/veľkosť poistky potrebujeme?

pre fotovoltické (FV) systémy aby fungovali bezpečne, spoľahlivo a dlhodobo, musia byť poistky správne dimenzované. Na rozdiel od zvyčajných aplikácií na distribúciu a riadenie elektrickej energie sú poistky solárnych systémov náchylné na špeciálne okolnosti. Dlhodobé vystavenie environmentálnym faktorom môže viesť k nenormálnym teplotám okolia, čo následne ovplyvňuje výber vodičov, dimenzovanie a výkon poistiek. 

Okrem toho, PV moduly produkujú nepretržité prúdy, na rozdiel od tradičných obvodov, ktoré sú zvyčajne dimenzované na základe nepretržitého zaťaženia, čo si vyžaduje ďalšie úvahy o veľkosti poistiek. Vzhľadom na tieto okolnosti existuje špeciálna technika dimenzovania solárnych poistiek PV systémy.

Istenie solárneho panelu 

Komerčné solárne panely s výkonom nad 50 wattov využívajú káble s priemerom 10, ktoré dokážu odolať prúdovým tokom až 30 ampérov. V takýchto prípadoch nie je tavenie nevyhnutné, ak sú panely prepojené v sérii. Situácia sa však výrazne mení, keď sú panely prepojené paralelne. Napríklad, ak existujú štyri panely, z ktorých každý je dimenzovaný na 15 ampérov, skrat v jednom z nich môže spôsobiť, že všetkých 60 ampérov bude nasmerovaných na skratovaný panel. To bude mať za následok, že vodiče vedúce k tomuto panelu budú dostávať výrazne väčší prúd ako 30 ampérov, čo môže spôsobiť požiar. Preto je pri paralelných pripojeniach kľúčové inštalovať poistky na každý panel, aby sa zabránilo nadmernému toku prúdu, ktorý môže viesť k prehriatiu a nebezpečenstvu požiaru.

Istenie pre paralelný/kombinačný box

A kombinovaný box sa používa v paralelnom systéme, ktorý obsahuje poistky a ističe pre každý panel, ako aj jednu alebo viac „kombinovaných“ poistiek, ktoré sa pripájajú k regulátoru nabíjania alebo invertoru siete. Pred dimenzovaním tejto „kombinovanej“ poistky/ističa musíme najskôr vypočítať prúd v najhoršom prípade, ktorý potečie, na základe našich jedinečných panelov. Je dôležité poznamenať, že celkový prúd všetkých poistiek v zlučovacom boxe by nemal presiahnuť maximálny vstupný výkon regulátora nabíjania alebo prúdovú kapacitu vodičov vedúcich zo zlučovacieho boxu.

Nabíjačka k poistke alebo ističi batérie

Pretože zosilňovače v najhoršom prípade prúdiace do az a Modulácia šírky impulzu Regulátor nabíjania (PWN) je rovnaký, veľkosť poistky a vodiča sa môžu zhodovať. Naopak, regulátory nabíjania MPPT majú kapacitu na zníženie napätia a zvýšenie prúdu tečúceho medzi regulátorom a batériou, čo si vyžaduje prepočet presnej veľkosti vodiča a poistky alebo nahliadnutie do príručky regulátora nabíjania. Napríklad pre ich regulátor nabíjania Solar Boost 50 (ampér) spoločnosť Blue Sky odporúča inštaláciu 60-ampérovej poistky/ističa medzi zariadenie a batériu. Ešte raz vyberte drôt so správnym hodnotením.

Spojenie medzi batériovou bankou a meničom

Posledná poistka alebo istič medzi batériou a meničom by mala byť dimenzovaná na základe trvalého menovitého výkonu meniča a maximálneho nárazového prúdu, ktorý dokáže zvládnuť. Pre určenie vhodnej veľkosti poistky alebo ističa si pozrite špecifikácie výrobcu meniča. Ako všeobecné pravidlo platí, že poistka by mala byť dimenzovaná na 1.25 až 1.5 násobok menovitého trvalého prúdu meniča. Napríklad, ak má váš menič trvalý menovitý výkon 2000 24 W pri 2000 voltoch, trvalý prúd by bol 24 83.3 W ÷ 105 V = 125 A. V tomto prípade by ste si vybrali poistku alebo istič s menovitým prúdom medzi XNUMXA a XNUMXA.

Potrebné nástroje 

• Vyhľadávač uhlov
• Úroveň torpéda
• Rybia páska
• Kriedová čiara
• Aku vŕtačka (14.4V alebo viac), viac batérií
• Unibitové a viacnásobné vrtáky (drevo, kov, murivo)
• Dierová píla
• Dierovačka
• Momentový kľúč s hlbokými objímkami
• Ovládače matíc 
• Kliešte pre odizolovanie
• Krimpovacie kliešte
• Kliešte s ihlou
• Linemanove kliešte
• Kliešte na klzné kĺby
• Malé nožnice na káble
• Veľké nožnice na káble
• Multimeter AC/DC
• Pílka na kov
• Zvinovací meter
• Deka, kartón, alebo čierny plast 
• Predlžovacie káble pre veľké zaťaženie
• Tesniaca pištoľ
• Sťahováky poistiek

Rozdiely medzi poistkami a ističmi

Poistky a ističe slúžia na ochranu vášho solárneho systému pred elektrickými poruchami, ale fungujú trochu odlišným spôsobom. Poistky sú zariadenia na jedno použitie, ktoré sa roztavia a prerušia obvod, keď sa stretnú s nadprúdovou situáciou. Keď sa poistka prepáli, treba ju vymeniť.

Na druhej strane ističe môžu byť resetované po vypnutí. Používajú mechanický spínač na prerušenie obvodu, keď sa zistí nadprúd. Po odstránení poruchy je možné istič resetovať a obnoviť napájanie obvodu.

V solárnych systémoch sa poistky častejšie používajú pre menšie prúdy, ako napríklad v reťazcoch solárnych panelov alebo medzi regulátorom nabíjania a batériou. Ističe sa často používajú pre aplikácie s vyšším prúdom, ako napríklad medzi batériou a meničom.

Výber vhodného typu poistky

Pri výbere poistiek pre váš solárny systém je dôležité zvoliť správny typ a veľkosť. Najbežnejšie typy poistiek používaných v solárnych aplikáciách sú:

• ANL (čepelové) poistky: Tieto poistky sa bežne používajú v batériových a invertorových obvodoch a sú dostupné vo veľkostiach od 20A do 750A.
• Poistky Midget (ATC): Tieto malé poistky v tvare čepele sa často používajú v reťazcoch solárnych panelov a kombinačných boxoch s veľkosťou od 1A do 30A.
• Kazetové poistky: Tieto valcové poistky sú dostupné v širokej škále veľkostí a často sa používajú vo vysokonapäťových aplikáciách.

Pri výbere veľkosti poistky sa vždy riaďte pokynmi NEC a špecifikáciami vašich solárnych komponentov. Poistky by mali byť dimenzované tak, aby zvládli aspoň 156 % očakávaného prúdu, zaokrúhleného nahor na najbližšiu štandardnú veľkosť poistky.

Bežné chyby, ktorým sa treba vyhnúť pri spájaní slnečnej sústavy

• Poddimenzované alebo predimenzované poistky: Použitie príliš malej poistky môže spôsobiť jej predčasné spálenie, zatiaľ čo použitie príliš veľkej poistky nemusí poskytnúť dostatočnú ochranu. Vždy dimenzujte poistky podľa smerníc NEC a špecifikácií komponentov.
• Zanedbanie istenia paralelne zapojených panelov: Každý paralelne pripojený reťazec musí byť samostatne istený, aby sa zabránilo tomu, že skrat v jednom reťazci ovplyvní ostatné. Ak nezapojíte paralelné reťazce, môže to viesť k poškodeniu a nebezpečenstvu požiaru.
• Nesprávne umiestnenie alebo inštalácia poistiek: Poistky by mali byť inštalované čo najbližšie k zdroju napájania a vždy na kladnom kábli. Nesprávne umiestnenie alebo inštalácia môže znížiť účinnosť poistky a potenciálne spôsobiť poškodenie vášho systému.

Správna technika inštalácie poistiek

Pri inštalácii poistiek do solárneho systému dodržujte tieto osvedčené postupy:

• Použite správne držiak poistky alebo ističovú skrinku pre typ a veľkosť poistky. Ak sa chcete dozvedieť viac o krytoch komponentov, prečítajte si Držiaky poistiek: Všetko, čo potrebujete vedieť.
• Nainštalujte poistky na kladný vodič čo najbližšie k zdroju napájania.
• Používajte správne veľkosti vodičov a konektory, ktoré zabezpečia pevné a bezpečné spojenie.
• Každú poistku alebo istič jasne označte, uveďte jej účel a menovité hodnoty.
• Poistky a ističe udržiavajte čisté a bez korózie, v prípade potreby ich vymeňte.

Údržba a riešenie problémov

Pravidelná údržba a kontrola vašich solárnych poistiek a ističov môže pomôcť predchádzať problémom a zabezpečiť dlhú životnosť vášho systému. Pravidelne:

• Vizuálne skontrolujte poistky a ističe, či nevykazujú známky korózie, poškodenia alebo prehriatia.
• Skontrolujte tesnosť a čistotu spojov.
• Otestujte kontinuitu poistiek pomocou multimetra, aby ste sa uistili, že sú stále funkčné.
• Vymeňte všetky vypálené poistky alebo vypnuté ističe a pred obnovením napájania zistite príčinu poruchy.

Ak sa u vás vyskytne opakované zlyhanie poistiek alebo vypnutie ističa, môže to znamenať vážnejší problém s vaším solárnym systémom. Ak chcete diagnostikovať a vyriešiť problém, obráťte sa na profesionálneho solárneho inštalatéra alebo elektrikára.

Záver

Každý solárny panel ktorý obsahuje poistku medzi panelmi a regulátorom nabíjania, je vysoko odporúčaný, pretože ochráni elektrické spotrebiče a prístroje pred prepätím a zabráni prehriatiu alebo vznieteniu drôtov v dôsledku nadprúdu. Aj keď menší PV systém s panelmi zapojenými do série nemusí vyžadovať poistku, vždy je vhodné byť v bezpečí. Rýchla poistka je pre systém najbezpečnejšou možnosťou. Odkazujú na Beny pre lepšie riešenia pre solárne systémy.