Odpravljanje težav z napravo za hitro zaustavitev 101

Požarna varnost je najpomembnejša stvar, ki jo je treba imeti v mislih, ko gre za sončno energijo. Številni solarni predpisi zmanjšujejo nevarnost požara, vendar jih je treba redno posodabljati, da zmanjšajo nevarnosti za gasilce med opravljanjem svojih nalog na ali v stavbah z PV nizi.

Številne države so dale varnostne ukrepe na prvo mesto, da bi to zagotovile funkcije sončne energije varno ter omogoča gasilcem in drugim prvim posredovalcem, da gredo na območje požarne varnosti. V tem primeru lahko uporabite hitro zaustavitev. 

Oglejmo si podrobneje merila za hitro zaustavitev in ugotovimo, zakaj je ključnega pomena, da se jih zavedajo vsi inštalaterji in lastniki solarnih sistemov.

Kako deluje? 

Naš Nacionalni električni zakonik uvedel zahtevo po hitrem izklopu kot zahtevo za električno varnost v Združenih državah (NEC). 

Solar PV sistemi morajo imeti metodo za odklop ali znižanje napetosti solarnih modulov na strehi, da bi izpolnili to merilo. To zahteva dodajanje stikala za vklop ali izklop.

Hitra zaustavitev zagotavlja varen način za inštalaterje solarnih sistemov ali gasilce, da ustavijo ali zmanjšajo napetost in tok iz fotonapetostnega niza, kar jim omogoča varno in produktivno delo, pri čemer se izognejo električnim nevarnostim.

Razsmerniki imajo možnost izklopa, da prekinejo pretok energije, ki jo ustvarjajo moduli skozi njih. Vendar bodo sončni kolektorji še naprej proizvajali elektriko, dokler bo sonce vzhajalo, pri čemer se napetost in tok prenašata na žice, ki povezujejo panele z razsmernikom.

Izklop ali znižanje napetosti na vaši strehi na nivoju modula zmanjša ali odpravi možnost, da gasilca šokira previsoka napetost, ki prihaja iz solarnih modulov.

Razsmernik in naprava za hitri izklop na ravni modula morata med seboj komunicirati v skladu z nacionalnim električnim kodeksom ZDA in skupaj sestavljata sistem.

Zakaj bi naprava za hitro zaustavitev prenehala delovati? 

Naprava za hitro zaustavitev je neke vrste mikropretvornik ali močnostna elektronika na ravni modula (MLPE). Opremljeni so z orodji, ki lahko zaustavijo in znižajo izhodno napetost v celotnem solarnem sistemu, da se držijo PV Predpisi za hitro zaustavitev.

Nazadnje, sistem za hitro zaustavitev zahteva pretvornik. Električna energija, ki jo proizvedejo solarni moduli, se preko pretvornika pretvori v koristno energijo za vaš dom (za več informacij o tem procesu preberite naš prejšnji blog). V pretvorniku je več iniciatorjev za hitro zaustavitev.

Te tri komponente so znane kot fotovoltaična oprema za hitro zaustavitev. Te naprave omogočajo sistem hitre zaustavitve pri znižanju napetosti na varno raven. Za namene hitre zaustavitve morata biti PVRSE in PVRSS na seznamu UL. Stikalo za hiter izklop lahko preneha delovati, če ti deli ne delujejo pravilno.

Koraki za prepoznavanje pogostih okvar naprave za hitro zaustavitev 

Globlja sprememba energetske strukture sveta je povzročila širitev novega elektroenergetskega sistema, ki kot primarno gorivo uporablja novo energijo, in povečanje števila objektov s strešnimi fotovoltaičnimi sistemi. 

Ne glede na to, ali gre za domači sistem ali industrijsko in komercialno elektrarno, se pričakuje, da se bo nameščena zmogljivost fotovoltaike znatno povečala, varnostna vprašanja, povezana s tem, pa so vedno pritegnila pozornost industrije.

• Izklop naprave v sili

Rešitve morajo biti zaupanja vredne, ker gasilska varnost zahteva zaustavitev na ravni modula. Polje mora biti uspešno izklopljeno in brez napetosti, ko je hitra zaustavitev omogočena z napravami za hitro zaustavitev. 

Gasilci domnevajo, da je niz dejansko brez napetosti, tako da bi bilo tveganje, če se to ne bi zgodilo, celo večje, kot bi bilo brez postopka izklopa.

Kako torej zagotoviti varno preklapljanje? Mehanski odklopniki enosmernega toka, kot so tisti, ki se uporabljajo na pretvornikih, morajo prestati testiranje v skladu z UL 98B. Poleg drugih varnostnih preskusov ta standard predpisuje testiranje pod pogoji, ki so podobni tistim, v katerih naj bi deloval odklopnik. 

Današnja polprevodniška stikala za enosmerni tok so v nasprotju s tem preizkušena le v skladu z UL1741 in se uporabljajo za skladnost z zaustavitvijo na ravni modula. Odklopnik enosmernega toka ali varnostno stikalo ni zajeto v UL 1741. 

Delovno okolje za naprave MLPE je dejansko težje od delovnega okolja za tipičen odklop enosmernega toka na ali na pretvorniku. Priporočljivo je preizkusiti funkcijo hitrega izklopa zunaj območja običajnih delovnih temperatur.

• Zaznavanje napak obloka in pravilen odziv na zaustavitev

Električni šum lahko povzročijo elektronske komponente. To običajno ni problem na enosmerni strani solarnega sistema. Vendar pa lahko ravni hrupa dramatično narastejo in ovirajo natančno odkrivanje napak obloka pri uporabi današnje opreme za hitro zaustavitev. 

Prekinjevalec tokokroga zaradi napake obloka (AFCI) algoritmi sledijo enosmernemu toku in napetosti sončnega sistema ter iščejo posebne lastnosti (kot so nenadna nihanja), ki so podobne lokom. Svojo zaznavo utemeljijo na zbirki ločnih podpisov, ki opisujejo, kako izgleda tipičen lok. 

Naš AFCI se aktivira za ugasnitev obloka ali zaustavitev morebitnega obloka, preden pride do kakršnih koli poškodb, če so zaznani vzorci toka in napetosti podobni podpisu obloka. The AFCI algoritem ima težave z razlikovanjem pravega obloka, ko električni šum, ki ga povzroča quick naprave za izklop (na primer frekvence preklapljanja optimizatorjev) zagotavlja signale, ki so podobni pravim lokom. 

Zaradi vrveža obstaja večja verjetnost, da se boste neprijetno spotaknili ali, kar je še huje, da ne boste opazili dejanskega obloka. Poleg tega je morda ironično, da ta dodaten hrup moti signale za zaustavitev nekaterih sistemov, zaradi česar je težko verjeti, da se bodo zaustavili, ko bo to potrebno.

• Identifikacija števila povezav za manjše tveganje obloka

Konektorji DC pomembno prispevajo k serijskim lokom v a PV array, glede na raziskave Inštituta Fraunhofer v Nemčiji in BRE National Solar Center v Združenem kraljestvu. Težave s konektorjem DC imajo običajno enega od dveh glavnih vzrokov:

1. Napake pri namestitvi: Najpogostejše napake pri namestitvi so nepravilno stiskanje na kraju samem in priključki, ki niso v celoti nameščeni, kar oboje povzroči šibke povezave, ki lahko povzročijo iskrenje. 

2. Pogoste napake vključujejo uporabo napačnih orodij za stiskanje, nenatančno nameščanje konektorjev ali preprosto nezadostno usposabljanje za namestitev.

Konektorji za enosmerni tok različnih proizvajalcev se imenujejo neusklajene povezave. Nezdružljivost povzroča ohlapne povezave, korozijo, vdor vode in spremenljivo toplotno raztezanje.

Vsaka metoda hitre zaustavitve, ki bistveno poveča število priključnih točk, lahko naredi sistem bolj nevaren.

• Odkrivanje dolgoživosti naprave

Sprejetje sončne energije temelji na stroškovni učinkovitosti, zato je ključnega pomena, da tehnologije za hitro zaustavitev ne dvignejo stroškov sistema na ravni, ki so za potrošnike nedosegljive. Solarni sistemi so tudi 20+ letna naložba. Sistemi z manj deli in sistemi, ki elektronike ne izpostavljajo težkim pogojem na strehi, bi morali biti bolj zanesljivi.

Pri ocenjevanju tehnologij za hitro zaustavitev, ki so na voljo na trgu, bi morala biti varnost na prvem mestu, sledijo pa ji dodatni stroški.

Hitra zaustavitev je bila prvotno vključena v nacionalni električni kodeks (NEC) iz leta 2014, da bi gasilcem omogočili enostaven način za odklop enosmernih vodnikov solarnega sistema v sili in vzdrževanje varnega okolja na strehi stavbe. 

To je tako, da pri tipičnem solarnem sistemu z nizkim inverterjem žica za enosmerni tok iz solarnega sistema ostane živa, ko sije sonce, tudi potem, ko je inverter izklopljen.

NEC 2017 je spremenil standarde za hitro zaustavitev glede na to, kako blizu je PV sistemski vodniki so do PV meja polja, ki je zdaj območje, ki sega 1 čevelj (305 mm) v vse smeri od polja.

V 30 sekundah po začetku hitre zaustavitve, PV tokokrogi znotraj zgradb, ki so zunaj meje več kot 3 čevlje (1 m) od vstopne točke, morajo biti omejeni na največ 30 voltov.

Z učinkom od 1. januarja 2019 je treba uporabiti eno od naslednjih treh možnosti za PV vezja, ki so znotraj meje polja:

Naš PV polje mora biti omenjeno ali označeno kot a PV niz s hitrim izklopom. Takšen PV polje mora biti nastavljeno in uporabljeno v skladu s smernicami, navedenimi v oznaki polja ali seznamu za hitro zaustavitev PV nizi.

PV vodniki znotraj oboda ali manj kot 3 čevlje (1 m) od točke, kjer vanje prodre površina stavbe, morajo biti omejeni na največ 80 voltov v 30 sekundah po začetku hitrega izklopa.

PV nizi, ki so nameščeni več kot 8 čevljev od izpostavljenih ozemljenih prevodnih elementov ali tal in nimajo izpostavljenih metod ožičenja in prevodnih delov, so izvzeti iz predpisov.

Razširitev novega elektroenergetskega sistema, ki kot glavno gorivo uporablja novo energijo, in povečanje števila stavb s strešnimi fotovoltaičnimi sistemi sta rezultat globlje transformacije globalne energetske strukture.

Pričakuje se, da se bo instalirana zmogljivost fotovoltaike močno povečala, ne glede na to, ali gre za gospodinjski sistem ali industrijsko in komercialno elektrarno, varnostna vprašanja v zvezi s tem pa so vedno pritegnila pozornost industrije.

Interakcija Rapid Shutdown z inverterji in optimizatorji moči

Medtem ko drugi pretvorniški sistemi potrebujejo dodatne komponente za omogočanje hitrega izklopa, so drugi že načeloma združljivi s hitrim izklopom na ravni modula (NEC 2017 in novejši).

Najbolj priljubljena izbira pretvornikov za stanovanjske sisteme solarnih panelov v Združenih državah so mikroinverterji in sistemi za optimizacijo moči. Na srečo optimizatorji moči in mikroinverterji delujejo na mestu plošče in imajo vgrajene funkcije za hitro zaustavitev.

„Da bi bili skladni z NEC 2017 ali NEC 2020, boste morda morali dodatno namestiti močnostno elektroniko na ravni modula (MLPE), če namestite samo pretvornik strun. Delovalo bi moralo, če združite optimizatorje moči z inverterjem nizov, kot to počne SolarEdge.

Vendar, ko so druge države začele izvajati NEC 2017, so številni proizvajalci strunskih pretvornikov in druga solarna podjetja razvili nove tehnologije MLPE z zmožnostmi hitre zaustavitve, tako da optimizatorji porabe energije niso bili vaša edina izbira za skladnost s hitro zaustavitvijo. Ti MLPE, zasnovani posebej za hitro zaustavitev, so pogosto bolj ekonomična izbira kot dodajanje optimizatorjev moči ali mikropretvornikov.

Medtem ko lahko nekateri inverterski sistemi sprožijo hitro zaustavitev brez potrebe po dodatnih komponentah, drugi ne. Optimizatorji moči in mikroinverterji oba vključujeta vgrajene funkcije za zaustavitev. Če želite biti v skladu s kodo NEC 2017, boste morda morali dodati naprave na ravni modula, če imate pretvornik nizov.

Pred kakršnimi koli prilagoditvami vašega sistema solarnih kolektorjev morate preveriti, ali vaš sistem izpolnjuje merila za hitro zaustavitev, ker vas bodo pregledali. Če želite najti najboljše komponente za hitro zaustavitev za vaš sistem, lahko poiščete strokovno pomoč.

Optimizatorji moči dovajajo nizkonapetostni enosmerni tok v centraliziran pretvornik za pretvorbo v izmenično napetost, ki je združljiva z omrežjem, mikroinverterji pa pretvorijo nizkonapetostni enosmerni tok v izmenično napetost, ki je združljiva z električnim omrežjem. Izmenični tok se nato izvozi v električno omrežje za uporabo s strani bremen na lokaciji ali izvozi v omrežje za uporabo s strani drugih, ko je električno omrežje na voljo. 

Ti MLPE prenehajo proizvajati izmenični tok in ne morejo več zagotavljati izmenične napetosti ali toka v izhodna vezja pretvornika ali v omrežje, s čimer izpolnjujejo zahteve člena 690.12, ko omrežje odpove ali PV sistemski izmenični tokokrogi so odklopljeni od električnega omrežja z odklopnikom izmeničnega tokokroga, odstranitvijo električnega števca ali drugim AC odklop.

Ko je napajanje sistemskega pretvornika izklopljeno, sistemi z optimizatorji moči dosežejo hitro zaustavitev. 

Pretvornik pošlje signal optimizatorjem, tako da lahko samodejno zmanjšajo svojo izhodno napetost na en volt ob izgubi AC signala. V tem primeru bi se povprečna napetost 350 voltov linije 18 plošč z optimizatorji zmanjšala na 18 voltov.

10-metrska priključna razdalja za enosmerne žice znotraj PV niz bi bil zmanjšan na mejo 1 čevelj kot del predlagane spremembe NEC iz leta 2017 k členu 690.12. Poleg tega bi ohranil obstoječo omejitev 30-voltnega prevodnika, medtem ko bi potreboval 80-voltno omejitev znotraj niza znotraj meje ene noge. 

Posledično bi bilo potrebno na daljavo izklopiti vsako posamezno ploščo z glavnega stikala. Napetosti niza med ploščami in ohišjem za hitro zaustavitev lahko še vedno obstajajo do 600 voltov enosmernega toka, zato sistemi za hitro zaustavitev, ki se zdaj uporabljajo po merilih NEC iz leta 2014, ne bi izpolnjevali tega novega merila. 

V bistvu ta novi načrt zahteva nekakšno zaustavitveno napravo v nizu ali na ravni modula za vse strehe. PV sistemi.

Čeprav ni jasno, kako bi nova 80-voltna omejitev v nizu izboljšala varnost gasilcev in drugih oseb, ki se prvi odzovejo, lahko dodatno pravilo dejansko naredi monterje manj varne. 

Kje je skrb za daljši čas, ki ga morajo monterji porabiti za zamenjavo okvarjenih ali izrabljenih naprav na ravni modulov, če bo solarna industrija prisiljena uvesti strožjo zaustavitev na ravni modulov? 

Upoštevati morate, da je pri serviserjih večja verjetnost padcev, ki so glavni vzrok smrti pri delu v gradbeništvu.

Z malo ali brez povečanja zmogljivosti se bo to predlagano dodatno pravilo NEC iz leta 2017 k členu 690.12 povečalo PV kompleksnost sistema, tveganje inštalaterjev in vzdrževanja, stroški in težave z zanesljivostjo, kar bo vplivalo na prihodnji potencial strešnih PV naprave. 

Takšne spremembe morajo biti dobro premišljene. Zdi se, da NEC poskuša rešiti problem, ki morda sploh ne obstaja.

Merila NEC 2017 označujejo razvoj varnosti PV sistemi. Na trgu je več modelov in naprav, ki upoštevajo merila nadzora kodeksa NEC. Uporabite sistem za hitro zaustavitev, da zaščitite sebe in svoje PV sistem varno.

Zagotoviti morate, da posodobite svoj solarni sistem v skladu s posodobljenimi zahtevami naprave za hitro zaustavitev vaše države, če ima vaša država kode za varnost vašega PV sistem.

Elektrika se proizvaja z nizom sončnih kolektorjev za zagotavljanje enosmernega toka (DC). Izmenični tok (AC), ki ga lahko uporabljajo vaše naprave, ustvarjajo pretvorniki. Večji razsmerniki so lahko nameščeni blizu električnega števca ali glavne razdelilne plošče v stavbi ali pa sistem vključuje številne majhne posamezne razsmernike, povezane s posameznimi sončnimi kolektorji.

Večina električnih vodov stavbe je speljanih po vodih vzdolž zunanjosti. Izklopno stikalo za izmenični tok je običajno nameščeno blizu glavne razdelilne plošče v hiši ali električnega števca. Vsako ločilno stikalo mora imeti oznako, ki označuje, s katerim solarnim poljem je povezano.

Odklopno stikalo bo prekinilo samo povezavo doma s solarnim poljem. Paneli lahko šokirajo ljudi, saj še naprej proizvajajo enosmerni tok. The sončne energije sistem bo še naprej proizvajal elektriko, če ima rezervno baterijo.

Upoštevajte, da bodo sončne celice še naprej delovale, dokler je sonce zunaj. Solarni paneli so lahko nevarni, tako kot kateri koli drug vir električne energije. 

Bodite pozorni na nevarnosti in vzdržujte varno razdaljo do kakršne koli električne opreme, če imate na strehi ali na drugem mestu na posestvu nameščene sončne celice. Osebje za nujne primere mora biti obveščeno o nevarnostih, povezanih s sončnimi nizi.

Nasveti za zdravo sončno napravo za hitro zaustavitev

Vsakič, ko je sonce zunaj, postanejo vodniki v sistemu solarnih panelov električno nabiti.

Ni varne metode za zaustavitev toka, ki teče skozi te vodnike, brez mehanizma za hitro zaustavitev.

Napajanja ni mogoče izklopiti samo z izklopom solarnega pretvornika, kar je v nasprotju s tem, kar verjame večina ljudi. Sončni kolektorji bi še vedno proizvajali elektriko, električni priključki, ki povezujejo sončne kolektorje, pa bi še vedno prenašali elektriko.

Vsakdo, ki pride v stik s sistemom solarnih panelov, je v nevarnosti električnega udara zaradi tega toka pod napetostjo, vključno s prvimi posredovalci, ki jih lahko pokličete v primeru incidenta na vaši strehi.

Gasilci so še posebej ranljivi, saj pogosto prezračujejo goreče zgradbe z vrtanjem lukenj v stene ali strehe, zaradi česar bi lahko prišli v neposreden stik z vodniki ali kabli sistema sončnih kolektorjev.

To težavo rešuje solarna naprava za hitro zaustavitev, ki v trenutku izklopi sistem solarne plošče in odpravi nevarnost električnega udara za vsakogar, ki pleza na streho.

Nekaj ​​nasvetov za zdravo sončenje naprava za hitro zaustavitev je: 

• Namestite sistem za hitro zaustavitev, ki je na seznamu ali označen s poljem

Beseda »uvrščen« izhaja iz prvega imena certifikacijskega programa UL, ki je nastal pred več kot stoletjem. 

Nacionalni električni kodeks vključuje besedo "na seznamu", vendar ne navaja, da morajo imeti sistemi in izdelki certifikat UL; namesto tega obravnava splošne lastnosti organizacij, ki bi zagotavljale takšno storitev certificiranja. 

Čeprav UL očitno verjame, da bi morali proizvajalci certificirati svoje izdelke za hitro zaustavitev prek UL, lahko pomagajo tudi drugi nacionalno znani preskusni laboratoriji.

• Namestite sistem, ki lahko zniža svojo napetost na 80 V v 30 sekundah

Ker pretvorijo visokonapetostno enosmerno napajanje v nizkonapetostno, varnejše izmenično napajanje, ki lahko pade na 80 V v 30 sekundah, se za mikropretvornike pogosto misli, da so že prirojeno skladni z pv hitro zaustavitev.

Testiranje po namestitvi razsmernikov je težko, vendar je UL proaktivno izvedla te teste, da bi potrdila, da določeni mikropretvorniki lahko dosežejo prag 80 V.

• Namestite BIPV sistem brez kovinskih komponent, brez izpostavljenih vodnikov in ne znotraj 8 ft od ozemljene kovine

Merila NEC 2017 lahko izpolnijo solarne skodle, ploščice ali druge integrirane stavbe PV (BIPV), če nimajo izpostavljenih kovinskih vodnikov ali kovinskih komponent ali če niso nameščeni poleg ozemljene kovine. Ti sistemi so ločeni od prevodnih in ozemljenih komponent.

zaključek

To je vse, kar bi morali vedeti kot podjetje za namestitev sončne energije. Po vsem svetu se razvijajo predpisi o hitri zaustavitvi za zaščito gasilcev, medtem ko delujejo v bližini sončne energije PV oprema. Če želite podrobneje raziskati te varnostne prednosti, si oglejte Naprave za hitro zaustavitev: nepogrešljive varnostne rešitve za fotovoltaične sisteme.

Sistem za hitro zaustavitev (PVRSE), ki ga zahteva NEC, uporablja številne naprave za znižanje napetosti na varno raven (PVRSS). Za izpolnitev zahtev NEC so potrebne komponente, kot so pretvorniki, iniciatorji in naprave za hitro zaustavitev, kot so MLPE ali mikropretvorniki.

Ti lahko kontakt vodilni proizvajalec naprav za hitro zaustavitev, če iščete dobavitelja za svoje podjetje.