Theksi në projektimin e një sistemi bashkëkohor të energjisë diellore shpesh anohet drejt prodhimit të energjisë - efikasitetit të paneleve dhe shkallëve të konvertimit të invertorëve. Megjithatë, qëndrueshmëria ekonomike dhe operacionale e çdo instalimi diellor bazohet në masat e tij mbrojtëse. Ndërprerësi i qarkut për sigurinë e sistemit diellor është thelbi i kësaj arkitekture sigurie, duke u ofruar qetësi mendjeje pronarëve të sistemit.
Një sistem diellor nuk është vetëm një gjenerator, por një termocentral me tension të lartë dhe rrymë të vazhdueshme (DC), i cili montohet në çati banesash ose fusha industriale. Kërkesat mbrojtëse rriten me kapacitetin e sistemit. Nevoja për një mbrojtje të fortë është kudo, qoftë mbrojtja e qarqeve në një... PV kuti kombinuese ku përqendrohet fuqia, ose kontrolli i daljeve të shumëfishta në panelet e ngarkesës DC ku pronarët e shtëpive përdorin drejtpërdrejt rrymën e vazhdueshme.
Rreziqet e këtij transmetimi DC, përkatësisht harku i vazhdueshëm dhe rreziqet elektrike, nuk janë të njëjta me ato të rrjeteve normale AC. Kështu, zgjedhja e mbrojtjes së qarkut - e secilës zgjidhje, qoftë kuti kombinuese apo shpërndarje kryesore - nuk është një zgjedhje e parëndësishme shtesë; është një llogaritje e rëndësishme inxhinierike.
Ky udhëzues është një shqyrtim i rreptë i llojeve të ndërprerësve të qarkut diellor, përdorimit të tyre të veçantë në topologjinë e sistemit fotovoltaik dhe modelit matematik të nevojshëm për t'i dimensionuar ato në mënyrë të përshtatshme.
Një ndërprerës qarku i sistemit diellor është një pajisje mbrojtëse automatike që përdoret për të mbrojtur qarqet elektrike nga dëmtimet për shkak të mbingarkesës ose qarkut të shkurtër të shkaktuar nga rryma e tepërt. Një ndërprerës qarku është një pajisje e qëndrueshme ndërrimi, ndryshe nga një siguresë e thjeshtë që funksionon vetëm një herë dhe duhet të zëvendësohet. Mund të rindizet (manualisht ose automatikisht) për të vazhduar funksionimin normal pas zbutjes së një gabimi.
Një ndërprerës qarku DC ka dy qëllime kryesore në rastin e veçantë të fotovoltaikëve (PV):
Ekziston nevoja për të bërë dallimin midis një Izolator DC dhe një Ndërprerës Qarku DC. Edhe pse një izolator mund të përdoret për të ndërprerë qarkun për ta mirëmbajtur atë, ai nuk ofron domosdoshmërisht mbrojtje automatike nga mbirryma. Një ndërprerës qarku ofron izolimin e kërkuar siç u përmend më sipër dhe mbrojtje aktive nga defektet.
Zëvendësimi i ndërprerësve të rrymës alternative (AC) me rrymë të vazhdueshme (DC) është një nga gabimet më të përhapura dhe të rrezikshme në instalimin diellor. Pajisjet duken të ngjashme me syrin e pa trajnuar. Ato ekzistojnë në realitete rrënjësisht të ndryshme nga ato të një fizikani ose inxhinieri elektrik.
Dallimi më i rëndësishëm është fenomeni i Kryqëzimit Zero.
Kur një ndërprerës tipik AC përdoret në një qark diellor DC, ai mund të mos jetë në gjendje të ndërpresë harkun gjatë fikjes. Kjo shkakton saldim me kontakt, në të cilin ndërprerësi mbyllet me siguresa dhe nuk arrin të hapë energjinë ose shkakton shkatërrimin e plotë të strehimit të ndërprerësit, gjë që shpesh shkakton një zjarr elektrik.
Kështu, Ndërprerësit Diellorë DC janë projektuar me dhoma të sofistikuara për shuarjen e harkut. Këto përdorin spirale magnetike për të shtrirë fizikisht harkun dhe për ta shtyrë atë në "kanale harku" ku ndahet dhe ftohet shpejt. Është një masë e detyrueshme sigurie të përdoret një ndërprerës i dedikuar DC në vend që të mbështeteni në një panel ndërprerësi të hyrjes AC për ngarkesat DC.
Mbrojtja nga dielli është drejtpërdrejt proporcionale me dendësinë e energjisë. Tregu ka ndërprerës qarku aq të vegjël sa 15 amperësh të shkathët për t'u përdorur në instalimet elektrike rezidenciale, dhe ndërprerës të mëdhenj deri në 6000 amperësh për t'u përdorur në infrastrukturën në shkallë të gjerë.
Edhe pse nga ana funksionale, llojet më të zakonshme të ndërprerësve të qarkut mund të ndahen në Standard, GFCI (Ground Fault) dhe AFCI Llojet (Arc Fault), secila me një rol specifik mbrojtës për të kryer, inxhinierët përcaktojnë zgjedhjen kryesore në varësi të madhësisë së sistemit dhe dizajnit fizik të pajisjes. Hierarkia e harduerit ndahet në tre kategori të gjera strukturore:
| Lloji i ndërprerësit | Vlerësimi tipik i rrymës | Vlerësimi i tensionit | Kapaciteti i thyer | Skenari Kryesor i Aplikimit |
| DC MCB | 1A - 125A | Deri në 1000 V DC | Nga e ulët në të mesme (p.sh., 6kA) | Çati banesash, PV Kuti Kombinuese, Mbrojtje nga telat. |
| DC MCCB | 63A - 1600A | Deri në 1500 V DC | I lartë (20kA – 50kA) | Matrica komerciale, Invertorë qendrorë, Çelës kryesor i baterisë. |
| ACB / BESS | 2000A - 6300A | Deri në 1500 V DC | Shumë e lartë (vakum/ajër) | Fermat diellore në shkallë të gjerë, Magazinimi i energjisë në shkallë të rrjetit (BESS). |
Në aplikime me rrymë më të ulët, Ndërprerësi Miniaturë i Qarkut DC (MCB) ka zëvendësuar kryesisht siguresat e vjetra 20-amp ose 30-amp të përdorura në instalimet e vjetra të paneleve paralele. Këto njësi janë projektuar të jenë të vogla dhe kanë një dizajn modular që është projektuar për t'u montuar në shina standarde DIN, prandaj ato janë zgjedhja e parazgjedhur në PV Kuti kombinuese dhe panele shpërndarjeje për banesa.
Pasi amperazhi tejkalon diapazonin rezidencial në sistemet diellore komerciale dhe diapazonin industrial (C&I), kufizimi i një MCB arrihet. Në këtë rast, Ndërprerësi i Qarkit me Kuti të Formuar (MCCB) do të jetë standardi i kërkuar. Këto njësi janë shumë më të mëdha dhe më të forta, të vendosura në një kuti izoluese të fortë dhe të derdhur, dhe janë të destinuara të montohen me bulona për t'i bërë ballë forcave mekanike të ndërrimit me fuqi të lartë.
Ndërprerësit e Qarkut të Ajrit (ACB) përdoren në zenitin e shërbimeve, i cili mbulon termocentralet në shkallë të gjerë dhe sistemet e ruajtjes së energjisë në bateri (BESS), për të kontrolluar skajin e sipërm të spektrit DC. Këto nuk janë vetëm çelësa, por sisteme të ndërlikuara shuarjeje me hark me teknologji ajri të kompresuar ose vakumi.
BESS specializimi: Ndërprerësit standardë të rrymës alternative (ACB) nuk janë gjithmonë të përshtatshëm në kontekstin e ruajtjes. Ndërprerësit DC me shpejtësi të lartë janë të nevojshëm për të kapërcyer rrymat e mëdha të qarkut të shkurtër që mund të prodhojnë raftet e baterive litium-jon. Këto njësi duhet të përgjigjen në milisekonda për të shmangur ikjen katastrofike termike.
Fushëveprimi Inxhinierik: I aftë të përballojë mijëra amper (2000A – 6300A).
Një diellore PV Sistemi duhet të mbrohet në pika të ndryshme të logjikës së rrjedhës së energjisë. Vendosja e papërshtatshme e ndërprerësve ose mungesa e ndarjes midis domeneve AC dhe DC ekspozon pjesët e cenueshme të sistemit. Kështu, ne përcaktojmë përdorimin e ndërprerësve të qarkut në katër fusha jetësore.
Kutia kombinuese është pika e parë e mbrojtjes në sistemet me shumë tela ku një kombinim i shumë telave të paneleve formohet në një dalje të vetme. Përpara konsolidimit, një DC MCB duhet të vendoset në fund të çdo vargu. Ky pozicionim është thelbësor në veçanti për të zgjidhur problemin e drejtimit ekzistues siç përcaktohet në masat e sigurisë.
Kur një nga telat është e hijëzuar ose ka një defekt, telat e tjerë mund të detyrojnë rrymë në drejtim të kundërt në të. Siç u përmend, ndryshimi aksidental i drejtimit do të shkaktonte shqetësime serioze për sigurinë dhe do të dëmtonte qelizat diellore. Edhe pse një ndërprerës nuk e drejton në mënyrë aktive rrymën, ai është një mbrojtje e nevojshme kundër këtyre rrymave të rrezikshme të reagimit, të cilat përndryshe do të shkaktonin zjarr dhe dëmtime të pakthyeshme të moduleve.
Duke shkuar poshtë në seksionin e ruajtjes së energjisë, ndërfaqja midis bankës së baterisë dhe invertorit/karikuesit është zona më sfiduese e bartjes së rrymës në të gjithë sistemin. Ky seksion lejon rrjedhën maksimale të amperazhit dhe një rrymë të fortë DC. MCCB ose me vlerësim të lartë MCB nevojitet.
Këtu përfshihet një ndërprerës, jo vetëm për të mbrojtur kabllot e trasha të baterisë nga rrjedhja termike e shkaktuar nga mbirrymat, por gjithashtu, ndoshta më e rëndësishmja, për të ofruar një metodë të sigurt dhe fizike të shkëputjes. Ky izolim i mundëson stafit të mirëmbajtjes të punojë në bankën e baterisë pa ekspozimin fatal ndaj tensionit të drejtpërdrejtë DC.
Mbrojtja e Hyrjes Kryesore të Inverterit luan rolin e portës kritike midis gjenerimit të DC dhe konvertimit të AC. Ky ndërprerës vendoset midis daljes së kutisë së kombinatorit dhe hyrjes së inverterit, dhe shërben si ndërprerësi kryesor DC i të gjithë anës së gjenerimit. Ai nuk kryen vetëm mbrojtje nga mbirryma, por mbron elektronikën e ndjeshme të brendshme të fuqisë së inverterit nga mbingarkesat e jashtme dhe siguron një pikë izolimi të centralizuar për të gjithë sistemin e shpërndarjes DC.
Së fundmi, ka disa zbatime në anën e konsumit, veçanërisht për pronarët e shtëpive që përdorin rrymën e vazhdueshme direkt për të arritur efikasitet. Për ta përforcuar këtë, instaluesit duhet të instalojnë panele shpërndarjeje të veçanta (kuti siguresash) me ndërprerës të dedikuar qarku, të cilët janë rreptësisht të ndryshëm nga paneli i rrymës alternative.
Kjo kërkohet në situata kur pajisjet si llambat LED varen nga disponueshmëria e vazhdueshme e rrymës së vazhdueshme për të funksionuar. Meqenëse këto pajisje kanë nevojë për një mjedis të caktuar energjie, ndërprerësit e qarkut DC në këtë rast përdoren për të mbrojtur këto ngarkesa të ndjeshme. Ato sigurohen që furnizimi të mbahet nën kontroll të duhur dhe që çdo mbingarkesë në një qark ndriçimi të izolohet sa më shpejt të jetë e mundur pa ndikuar në sistemin kryesor.
Zgjedhja e ndërprerësve të qarkut në panelet diellore PV Sistemet janë një fushë studimi që shpesh neglizhohet në favor të opsioneve të panelit ose inverterit. Por pakujdesia në këtë rast është e kushtueshme. Një ndërprerës i zgjedhur keq shpesh do të defektohet për shkak të uljes së tensionit termik, duke shkaktuar dëme nga mbinxehja dhe, në rastin më të keq, zjarr në sistem.
Zgjedhja e një ndërprerësi nuk është një lojë fati, por një nga gjërat që duhen përshtatur me specifikimet sipas kushteve të punës së sistemit.
Vlerësimi i tensionit të ndërprerësit duhet të jetë më i madh se tensioni maksimal i qarkut të hapur (Voc) i PV varg, por në temperaturën më të ulët të parashikuar. Për më tepër, zgjedhja duhet të jetë në përputhje me topologjinë e inverterit dhe standardet e industrisë, duke përfshirë UL508i dhe IEC60947-3.
Konfigurimi i poleve është drejtpërdrejt proporcional me numrin e vargjeve në izolator. Një nga parimet më të rëndësishme të izolimit DC është që të gjithë përçuesit nën tension duhet të çaktivizohen në të njëjtën kohë.
Efekti i mjedisit të instalimit është një nga aspektet më të rëndësishme që zakonisht mungon në fletët e specifikimeve. Izolatorët dhe ndërprerësit diellorë nuk funksionojnë në dhomat e serverëve me klimë të kontrolluar, por në kushte të vështira.
Sipas Kodit Kombëtar Elektrik (NEC) dhe praktikave më të mira të përgjithshme inxhinierike, një ndërprerës nuk duhet të funksionojë vazhdimisht në 100% të vlerës së tij.
Formula e Llogaritjes:
Për të përcaktuar vlerësimin minimal të amperit për ndërprerësin tuaj (Ibreaker), duhet të aplikoni faktorë sigurie në PV Rryma e Qarkut të Shkurtër (Isc) e grupit.
E thjeshtuar:
Shembull:
Nëse keni një varg panelesh me një Isc prej 10A:
Duhet ta rrumbullakosësh në madhësinë standarde më të afërt, e cila do të ishte një ndërprerës DC 20A.
Në një treg të mbushur me përbërës gjenerikë, BENY qëndron si një prodhues i fokusuar posaçërisht në kompleksitetin e mbrojtjes nga dielli DC. Dallimi nuk është në marketing, por në rigorozitetin inxhinierik.
Me mbi 30 vjet përvojë në industri, BENY inxhinierë ndërprerësit e sistemit diellor që kapërcejnë hendekun midis efikasitetit të kostos dhe qëndrueshmërisë së nivelit industrial. Zgjidhjet tona janë të dizajnuara për të trajtuar të gjithë spektrin e PV kërkesat—nga sistemet 12V deri në 1500V—duke mbështetur rryma të rënda deri në 630A me humbje minimale të energjisë.
Siguria është thelbësore për filozofinë tonë "Ndërtuar për t'u Qëndruar". Çdo ndërprerës përmban barriera të përparuara për shtypjen e harkut dhe një kapacitet ndërprerës 6kA për të neutralizuar menjëherë defektet. Ne zgjidhim sfidat praktike të instalimit me një dizajn jo të polarizuar që eliminon gabimet e instalimeve elektrike dhe kuti të fuqishme IP65 të testuara për të performuar në klima ekstreme që variojnë nga -40°C deri në 85°C.
I mbështetur nga një garanci 5-vjeçare dhe mbështetje globale 24/7, duke zgjedhur BENY do të thotë sigurimi i infrastrukturës suaj me një partner të përkushtuar për siguri dhe jetëgjatësi pa kompromis.
Investimi fotovoltaik ka një mbrojtës të heshtur, ndërprerësin e qarkut diellor. Ndërsa panelet krijojnë vlerë, ndërprerësit e ruajnë atë. Kalimi në grupe komerciale me tension të lartë më të ndërlikuara, në krahasim me sistemet e thjeshta rezidenciale, kërkon një ndryshim në qëndrimin tonë ndaj përzgjedhjes së komponentëve.
Ne duhet të ndalojmë së konsideruari ndërprerësit si mallra dhe t'i konsiderojmë ato si asete të rëndësishme sigurie. Për ta kuptuar më tej këtë, lexoni Shtylla kurrizore e sigurisë elektrike: Ndërprerësit e qarkut DC dhe rëndësia e tyreInstaluesit mund të sigurohen që sistemet janë të besueshme duke marrë në konsideratë fizikën unike të harqeve DC, duke i lidhur ndërprerësit me fushat e tyre përkatëse të aplikimit, siç janë kutitë kombinuese me bankat e baterive, dhe duke marrë në konsideratë standardet e rrepta mjedisore dhe vlerësimet e amperave.
Ndërprerësit e qarkut janë mburoja e profilit të lartë që u nevojitet shumë sistemeve. Kur ndiqen udhëzimet e sakta të instalimeve elektrike, masat e sigurisë dhe mirëmbajtja, ato sigurojnë që cilësia e panelit fotovoltaik të zgjasë shumë.
Për individët që duan të kenë zgjidhje të forta, të certifikuara dhe të projektuara për mbrojtjen e rrymës direkte (DC), BENY ofron pajisjet që u nevojiten për të ndërtuar sistemet diellore të së nesërmes - në mënyrë të sigurt dhe efikase.
P: Çfarë lloj ndërprerësi qarku përdoret për panelet diellore?
A: Duhet të përdorni një ndërprerës të specializuar për mbrojtjen e paneleve diellore, zakonisht një ndërprerës qarku DC. Mos përdorni ndërprerës standardë të rrymës alternative në shtëpi. Elektriciteti DC krijon harqe të vazhdueshme që janë më të vështira për t'u shuar sesa AC. Ndërprerësit diellorë (si DC) MCBs ose MCCBs) kanë kanale specifike harku dhe mekanizma magnetikë të projektuar për të ndërprerë në mënyrë të sigurt këto harqe DC me tension të lartë dhe për të parandaluar zjarrin.
P: A kam nevojë për një ndërprerës midis panelit diellor dhe inverterit?
A: Po. Një ndërprerës qarku për panelin diellor (ose izolator DC) është i nevojshëm midis PV grupi dhe invertori.. Ai kryen dy role jetësore: mbron hyrjen e invertorit nga mbingarkesat elektrike ose qarqet e shkurtra dhe siguron një pikë të sigurt shkëputjeje fizike për personelin e mirëmbajtjes për të shërbyer sistemin pa prekur tela nën tension.
P: Ku mund të vendoset një ndërprerës në një sistem diellor?
A: Ndërprerësit duhet të instalohen në tre zona kritike mbrojtjeje: