Kako pravilno spojiti sončni sistem

Sončni paneli so v zadnjem času postali veliko pogostejši, saj se ljudje po vsem svetu začenjajo usmerjati k bolj zelenemu in trajnostnemu načinu življenja. Izključitev iz omrežja zahteva, da so nekateri ljudje sposobni sami opravljati hišna opravila in v takšnih okoliščinah je bistvenega pomena vedeti, kako pravilno napeljati sončne celice. 

V večini primerov je potrebna varovalka solarnega sistema med solarno ploščo in njenim krmilnikom polnjenja, ker varovalke in odklopniki zaščitite ožičenje pred pregrevanjem. S tem tudi preprečite, da bi se naprave vžgale ali poškodovale v primeru kratkega stika. Če pa so sončni kolektorji povezani zaporedno, je varovalka redko potrebna.

Kaj je sončna varovalka?

Solarna varovalka je nekakšna varovalka, posebej namenjena za solarne sisteme, služi kot kritična obrambna linija pred električnimi napakami v vašem solarnem sistemu. Zasnovani so za zaščito solarne opreme pred pregrevanjem, preobremenitvijo ali kratkimi stiki, do katerih lahko pride. Ko pride do električne napake, varovalka deluje kot šibka povezava v tokokrogu, topi in prekine povezavo ter tako prepreči pretok čezmernega toka. Solarno varovalko je mogoče izbrati na podlagi več dejavnikov, kot so fizična velikost in oblika, jakost toka, izklopna zmogljivost in še veliko več.

Brez pravilne uporabe varovalk lahko kratek stik ali preobremenitev povzroči pregrevanje žic, taljenje izolacije in celo požar. Varovalke pomagajo ublažiti ta tveganja tako, da hitro prekinejo pretok električne energije, preden lahko pride do poškodbe. Prav tako ščitijo vaše sončne celice pred povratnim tokom, do katerega lahko pride, ko se plošča zasenči ali pokvari, kar lahko povzroči, da črpa tok iz drugih plošč v nizu.

Kdaj zvarovati sončne panele

NEC zagotavlja smernice za varovanje solarnih panelov na podlagi toka kratkega stika (Isc) panelov. Kodeks zahteva, da je vrednost varovalke vsaj 156 % Isc plošče. Na primer, če ima solarna plošča Isc 10 A, bi bila najmanjša vrednost varovalke 15.6 A, zaokrožena na naslednjo standardno velikost varovalke 20 A.

Serijsko ožičenje: situacije, v katerih vam ni treba varovati

Ko so sončne celice povezane zaporedno, je tok, ki teče skozi vsako ploščo, enak. V tej konfiguraciji običajno zadostuje ena sama varovalka na koncu niza za zaščito celotnega niza. Sončnega polja ni treba varovati, če je tok kratkega stika solarnega polja manjši od največje vrednosti serijske varovalke solarnega panela. Zaradi naslednjega ni nobene dodatne zaščite ali koristi s spajanjem te vrste niza:

Zaporedoma so povezani trije 200W paneli. Vsaka solarna plošča ima največjo serijsko vrednost varovalke 15 A in največji serijski tok kratkega stika 10.2 A, 9.8 A oziroma 9.8 A.

Glede na to, da je največja vrednost serijske varovalke 15 A, lahko domnevamo, da lahko notranje žice, diode, povezave in drugi deli pravega solarnega panela prenesejo največji tok 15 A.

Ker je tok kratkega stika niza 10.2 A, je razumno trditi, da če bi prišlo do kratkega stika ali druge okvare v eni od sončnih celic, bi bila plošča opremljena za obvladovanje situacije, ker tok kratkega stika ne more preseči največja vrednost varovalke plošče.

Končno ne bo nikoli dovolil, da bi varovalka pregorela. Poskrbite, da bo varovalka nenehno prenašala moteče udarce, ko deluje normalno. Zaradi tega v skladu s kodo varovalka za to situacijo ni potrebna.

Vzporedno ožičenje: ko je potrebna varovalka

Ko pa so solarni kolektorji povezani vzporedno, vsak niz nosi svoj tok. V tem primeru so potrebne varovalke za vsak vzporedni niz, da se prepreči, da bi kratek stik v enem nizu vplival na druge. NEC zahteva, da je vsak vzporedno povezan niz posebej varovan, pri čemer nazivna vrednost varovalke ne sme presegati največje nazivne vrednosti serijske varovalke plošč.

KJE VAROVALO?

Obstajajo tri različne lokacije, kjer lahko varovalko namestite v sončne celice. Prvi je med baterijsko banko in krmilnikom polnjenja. Drugič, lahko ga postavite med krmilnik polnjenja in sončne celice. Nazadnje je lahko varovalka prisotna tudi med pretvornikom in baterijskim sklopom.

Varovalka ali odklopnik, nameščen med krmilnikom polnjenja in baterijskim sklopom, lahko zaščiti pred kratkimi stiki in preobremenitvami. Ta varovalka mora biti ocenjena tako, da prenese največji izhodni tok krmilnika polnjenja.

Varovalka med krmilnikom polnjenja in solarno ploščo učinkovito ščiti pred pregrevanjem žic, hkrati pa varuje aparat pred morebitnimi poškodbami.

Varovalka ali odklopnik, ki je nameščen med baterijskim sklopom in pretvornikom, lahko tudi zaščiti pred kratkimi stiki in preobremenitvami. Varovalka mora biti ocenjena tako, da prenese največji tokovni tok pretvornika.

Kakšno vrsto/velikost varovalke potrebujemo?

za fotovoltaični (PV) sistemi Za varno, zanesljivo in dolgoročno delovanje morajo biti varovalke ustrezno dimenzionirane. V nasprotju z običajnimi aplikacijami za distribucijo in krmiljenje električne energije so varovalke solarnega sistema dovzetne za posebne okoliščine. Dolgotrajna izpostavljenost okoljskim dejavnikom lahko privede do nenormalnih temperatur okolja, kar posledično vpliva na izbiro prevodnika, velikost in delovanje varovalke. 

Poleg tega PV moduli proizvajajo neprekinjene tokove, za razliko od tradicionalnih tokokrogov, ki so običajno dimenzionirani glede na neprekinjene obremenitve, kar zahteva dodatne premisleke pri dimenzioniranju varovalk. Glede na te okoliščine je potrebna posebna tehnika dimenzioniranja solarnih varovalk PV potrebni sistemi.

Spajanje sončne plošče 

Komercialni solarni paneli z več kot 50 vati uporabljajo kable premera 10, ki lahko prenesejo tokove do 30 amperov. V takih primerih spajanje ni potrebno, če so plošče medsebojno povezane v seriji. Vendar pa se situacija bistveno spremeni, ko so plošče med seboj povezane vzporedno. Na primer, če obstajajo štiri plošče, od katerih je vsaka ocenjena na 15 amperov, bi lahko kratek stik v eni od njih povzročil, da bi bilo vseh 60 amperov usmerjenih na kratkospojeno ploščo. Posledica tega bo, da bodo žice, ki vodijo do te plošče, prejele bistveno več toka kot 30 amperov, kar lahko povzroči, da se žični par vname. Zato je pri vzporednih povezavah ključnega pomena, da na vsako ploščo namestite varovalke, da preprečite prevelik tok, ki lahko povzroči pregrevanje in nevarnost požara.

Varovalka za vzporedno/kombinacijsko omarico

A kombinirana škatla se uporablja v vzporednem sistemu za varovalke in odklopnike za vsako ploščo ter eno ali več "kombiniranih" varovalk, ki se povežejo s krmilnikom polnjenja ali omrežnim pretvornikom. Najprej moramo izračunati tok v najslabšem primeru, ki bo tekel na podlagi naših edinstvenih plošč, preden določimo velikost te "kombinirane" varovalke/odklopnika. Pomembno je upoštevati, da skupna amperaža vseh varovalk v kombinirani omarici ne sme preseči največje vhodne moči krmilnika polnjenja ali amperaže žic, ki vodijo iz kombinirane omarice.

Varovalka ali odklopnik od polnilnika do baterije

Ker ojačevalniki v najslabšem primeru tečejo v in iz a Modulirana širina impulza (PWN) krmilnik polnjenja je enak, varovalka in velikost žice se lahko ujemata. Nasprotno pa imajo krmilniki polnjenja MPPT zmožnost zmanjšanja napetosti in povečanja toka, ki teče med krmilnikom in akumulatorsko baterijo, zaradi česar je treba ponovno izračunati natančno velikost žice in varovalke ali se posvetovati s priročnikom za krmilnik polnjenja. Za njihov krmilnik polnjenja Solar Boost 50 (amperov), na primer, Blue Sky svetuje namestitev 60-amperske varovalke/odklopnika med napravo in baterijo. Še enkrat izberite žico s pravilno oceno.

Spajanje med baterijskim sklopom in pretvornikom

Zadnja varovalka ali odklopnik med baterijskim sklopom in pretvornikom mora biti dimenzionirana glede na neprekinjeno nazivno moč pretvornika in največji udarni tok, ki ga lahko prenese. Oglejte si specifikacije proizvajalca pretvornika, da določite ustrezno velikost varovalke ali odklopnika. Praviloma mora biti varovalka ocenjena na 1.25- do 1.5-kratno vrednost trajnega toka pretvornika. Na primer, če ima vaš pretvornik neprekinjeno nazivno moč 2000 W pri 24 voltih, bi bil neprekinjeni tok 2000 W ÷ 24 V = 83.3 A. V tem primeru bi izbrali varovalko ali odklopnik z oceno med 105 A in 125 A.

Potrebna orodja 

• Iskalnik kotov
• Raven torpeda
• Ribji trak
• Kreda s kredo
• Akumulatorski vrtalnik (14.4 V ali več), več baterij
• Unibit in več svedrov (les, kovina, zid)
• Luknata žaga
• Luknjač
• Momentni ključ z globokimi nastavki
• Gonilniki za matice 
• Odstranjevalci žice
• Krimperji
• Klešče z igelnim nosom
• Lineman klešče
• Klešče za drsne spoje
• Majhni rezalniki kablov
• Veliki rezalniki kablov
• AC/DC multimeter
• Žaga za kovino
• Merilni trak
• Odeja, karton ali črna plastika 
• Podaljški za težke obremenitve
• Tesnilna pištola
• Snemalci varovalk

Razlike med varovalkami in odklopniki

Varovalke in odklopniki služijo za zaščito vašega solarnega sistema pred električnimi napakami, vendar delujejo na nekoliko različne načine. Varovalke so naprave za enkratno uporabo, ki se stopijo in prekinejo tokokrog, ko naletijo na prekomerni tok. Ko varovalka pregori, jo je treba zamenjati.

Po drugi strani pa je odklopnike mogoče ponastaviti, ko se sprožijo. Uporabljajo mehansko stikalo za prekinitev tokokroga, ko zaznajo prevelik tok. Ko je napaka odpravljena, se lahko odklopnik ponastavi in ​​ponovno vzpostavi napajanje tokokroga.

V solarnih sistemih se varovalke pogosteje uporabljajo za manjše tokove, na primer v nizih solarnih panelov ali med krmilnikom polnjenja in akumulatorjem. Odklopniki se pogosto uporabljajo za aplikacije z višjim tokom, na primer med baterijsko banko in pretvornikom.

Izbira ustrezne vrste varovalke

Pri izbiri varovalk za vaš solarni sistem je pomembno, da izberete pravilno vrsto in velikost. Najpogostejše vrste varovalk, ki se uporabljajo v solarnih aplikacijah, so:

• Varovalke ANL (rezila): Te varovalke se običajno uporabljajo v baterijskih in inverterskih tokokrogih in so na voljo v velikostih od 20 A do 750 A.
• Pritlikave (ATC) varovalke: Te majhne varovalke v obliki rezila se pogosto uporabljajo v nizih sončnih kolektorjev in kombiniranih omaricah z velikostmi od 1 A do 30 A.
• Kartušne varovalke: te cilindrične varovalke so na voljo v številnih velikostih in se pogosto uporabljajo v aplikacijah z višjo napetostjo.

Pri izbiri velikosti varovalke vedno upoštevajte smernice NEC in specifikacije vaših solarnih komponent. Varovalke morajo biti ocenjene tako, da prenesejo vsaj 156 % pričakovanega toka, zaokroženega navzgor na naslednjo standardno velikost varovalke.

Pogoste napake, ki se jim je treba izogibati pri spajanju sončnega sistema

• Premajhne ali prevelike varovalke: Uporaba premajhne varovalke lahko povzroči prezgodaj pregorevanje, medtem ko uporaba prevelike varovalke morda ne zagotavlja ustrezne zaščite. Varovalke vedno izberite v skladu s smernicami NEC in specifikacijami komponent.
• Zanemarjanje varovalke vzporedno povezanih panelov: Vsak vzporedno povezan niz mora biti varovan posebej, da preprečite, da bi kratek stik v enem nizu vplival na druge. Če vzporednih nizov ne spojite, lahko pride do poškodb in nevarnosti požara.
• Nepravilna namestitev ali namestitev varovalke: Varovalke je treba namestiti čim bližje viru napajanja in vedno na pozitivni žici. Nepravilna namestitev ali namestitev lahko zmanjša učinkovitost varovalke in lahko povzroči škodo na vašem sistemu.

Pravilne tehnike namestitve varovalke

Pri nameščanju varovalk v vaš solarni sistem upoštevajte te najboljše prakse:

• Uporabite pravilno držalo varovalk ali omarico z odklopnikom za vrsto in velikost varovalke. Za nadaljnje informacije o ohišjih komponent preberite Nosilci varovalk: vse, kar morate vedeti.
• Namestite varovalke na pozitivno žico, čim bližje viru napajanja.
• Uporabite ustrezne velikosti žice in priključke, da zagotovite tesno in varno povezavo.
• Vsako varovalko ali odklopnik jasno označite z navedbo njenega namena in nazivne vrednosti.
• Varovalke in prekinjala naj bodo čisti in brez korozije ter jih po potrebi zamenjajte.

Vzdrževanje in odpravljanje težav

Redno vzdrževanje in pregled vaših solarnih varovalk in odklopnikov lahko pomaga preprečiti težave in zagotovi dolgo življenjsko dobo vašega sistema. Periodično:

• Vizualno preglejte varovalke in odklopnike glede znakov korozije, poškodb ali pregrevanja.
• Preverite tesnost in čistost povezav.
• Z multimetrom preverite neprekinjenost varovalk, da zagotovite, da še vedno delujejo.
• Zamenjajte morebitne pregorele varovalke ali sprožene odklopnike in raziščite vzrok napake, preden ponovno vzpostavite napajanje.

Če doživite ponavljajoče okvare varovalke ali izklope odklopnika, lahko to pomeni resnejšo težavo z vašim solarnim sistemom. Za diagnosticiranje in rešitev težave se posvetujte s profesionalnim inštalaterjem solarne energije ali električarjem.

zaključek

Kaj sistem solarnih panelov ki vključuje varovalko med ploščami in krmilnikom polnjenja, je zelo priporočljivo, saj bo zaščitilo električne naprave in pripomočke pred napetostnimi sunki ter preprečilo pregrevanje žic ali požar zaradi prevelikega toka. Čeprav manjši PV sistem s serijsko povezanimi ploščami morda ne potrebuje varovalke, vedno je priporočljivo, da ste varni kot žal. Hitra varovalka je najvarnejša možnost za sistem. Nanašati se na Beny za boljše rešitve za sisteme sončne energije.