Hur man korrekt smälter ett solsystem

Solpaneler har nyligen blivit mycket vanligare eftersom människor över hela världen börjar gå över till ett grönare och mer hållbart sätt att leva. Att gå utanför nätet kräver att vissa människor kan göra sitt eget hushållsarbete, och under omständigheter som dessa är det viktigt att veta hur man kopplar solpanelerna på rätt sätt. 

I de flesta fall krävs en solcellssäkring mellan en solpanel och dess laddningsregulator eftersom säkringar och brytare skydda ledningarna från överhettning. Detta undviker också att apparater tar eld eller skadas i händelse av kortslutning. Men om solpanelerna kopplas i serie krävs sällan en säkring.

Vad är en solsäkring?

Solsäkring är en slags säkring speciellt avsedd för solenergisystem, fungerar som en kritisk försvarslinje mot elektriska fel i ditt solsystem. De är utformade för att skydda solenergiutrustningen mot överhettning, överbelastning eller kortslutningar som kan uppstå. När ett elektriskt fel uppstår, fungerar säkringen som en svag länk i kretsen, smälter och bryter anslutningen för att förhindra flödet av för hög ström. Solsäkringen kan väljas baserat på flera faktorer som fysisk storlek och form, strömstyrka, brytkapacitet och många fler.

Utan korrekt användning av säkringar kan en kortslutning eller överbelastning orsaka att kablarna överhettas, isoleringen smälter och till och med starta en brand. Säkringar hjälper till att mildra dessa risker genom att snabbt avbryta flödet av el innan skador kan uppstå. De skyddar också dina solpaneler från omvänd ström, vilket kan uppstå när en panel blir skuggad eller defekt, vilket potentiellt kan få den att dra ström från andra paneler i strängen.

När ska man smälta solpaneler

NEC ger riktlinjer för säkring av solpaneler baserat på kortslutningsströmmen (Isc) för panelerna. Koden kräver att säkringsvärdet är minst 156 % av panelens Isc. Till exempel, om en solpanel har en Isc på 10A, skulle den lägsta säkringsstyrkan vara 15.6A, avrundat uppåt till nästa standardsäkringsstorlek på 20A.

Seriekabeldragning: Situationer du inte behöver säkra

När solpaneler kopplas i serie är strömmen som flyter genom varje panel densamma. I denna konfiguration räcker vanligtvis en enda säkring i slutet av strängen för att skydda hela arrayen. Solpanelen behöver inte säkras om kortslutningsströmmen i solpanelen är mindre än den maximala seriesäkringen för solpanelen. På grund av följande finns det inget extra skydd eller fördel genom att sammansmälta denna typ av array:

Tre 200W paneler ansluts i sekvens. Varje solpanel har en maximal seriesäkring på 15A och en maximal seriekortslutningsström på 10.2A, 9.8A respektive 9.8A.

Med tanke på att den maximala seriesäkringen är 15A, kan vi anta att de interna ledningarna, dioderna, anslutningarna och andra delar av den riktiga solpanelen tål en maximal ström på 15A.

Eftersom arrayens kortslutningsström är 10.2A är det rimligt att konstatera att om en kortslutning eller annat fel skulle uppstå inom någon av solpanelerna, skulle panelen vara utrustad för att hantera situationen eftersom kortslutningsströmmen inte kan överstiga panelens maximala säkringsklassning.

Det kommer i slutändan aldrig att tillåta säkringen att gå. Få säkringen att utstå besvärande slag på en konstant basis när den fungerar normalt. På grund av detta är en säkring inte nödvändig för denna situation, enligt kod.

Parallell ledning: när säkring är nödvändig

Men när solpaneler är parallellkopplade, bär varje sträng sin egen ström. I detta fall krävs säkringar för varje parallell sträng för att förhindra att en kortslutning i en sträng påverkar de andra. NEC kräver att varje parallellkopplad sträng är individuellt säkring, med säkringsklassificeringen som inte överstiger panelernas maximala seriesäkring.

VAR SKA SMÄKNING?

Det finns tre olika platser där säkringen kan installeras i solpanelerna. Den första är mellan batteribanken och laddningsregulatorn. För det andra kan den placeras mellan laddningsregulatorn och solpanelerna. Slutligen kan säkringen också finnas mellan växelriktaren och batteribanken.

En säkring eller brytare installerad mellan laddningsregulatorn och batteribanken kan skydda mot kortslutning och överbelastning. Denna säkring bör vara klassad för att klara den maximala strömutgången från laddningsregulatorn.

Säkringen mellan laddningsregulatorn och solpanelen fungerar effektivt för att skydda mot överhettning av kablar samtidigt som den skyddar apparaten mot eventuella skador.

En säkring eller brytare installerad mellan batteribanken och växelriktaren kan också skydda mot kortslutning och överbelastning. Säkringen ska vara klassad för att klara växelriktarens maximala strömförbrukning.

Vilken typ/storlek av säkring behöver vi?

För solcellssystem (PV). för att fungera säkert, pålitligt och på lång sikt måste säkringarna ha rätt storlek. Till skillnad från vanliga applikationer för eldistribution och styrning är solsystemssäkringar känsliga för speciella omständigheter. Långvarig exponering för miljöfaktorer kan leda till avvikande omgivningstemperaturer, vilket i sin tur påverkar ledarval, dimensionering och säkringsprestanda. 

Dessutom används PV moduler producerar kontinuerliga strömmar, till skillnad från traditionella kretsar, som vanligtvis dimensioneras baserat på kontinuerliga belastningar, vilket kräver ytterligare överväganden för dimensionering av säkringar. Med tanke på dessa omständigheter, en speciell teknik för att dimensionera solsäkringar PV system krävs.

Solpanelssäkring 

De kommersiella solpanelerna med över 50 watt använder 10 gauge kablar som tål strömflöden på upp till 30 ampere. I sådana fall är sammansmältning inte en nödvändighet om panelerna är sammanlänkade i serien. Situationen förändras dock avsevärt när paneler är sammankopplade parallellt. Till exempel, om det finns fyra paneler, var och en klassad för 15 ampere, kan en kortslutning i en av dem göra att alla 60 ampere riktas mot den kortslutna panelen. Detta kommer att resultera i att ledningarna som leder till den panelen får betydligt mer ström än 30 ampere, vilket potentiellt kan orsaka att trådparet tar eld. Därför är det i parallellkopplingar avgörande att installera säkringar på varje panel för att förhindra överdrivet strömflöde som kan leda till överhettning och brandrisker.

Säkring för parallell/kombinationslåda

A kombineringsbox används i ett parallellt system för att innehålla säkringar och brytare för varje panel samt en eller flera "kombinerade" säkringar som ansluter till laddningsregulatorn eller nätanslutningsväxelriktaren. Vi måste först beräkna den värsta strömmen som kommer att flyta baserat på våra unika paneler innan vi dimensionerar denna "kombinerade" säkring/brytare. Det är viktigt att notera att den totala strömstyrkan för alla säkringar i kombinationslådan inte bör överstiga laddningsregulatorns maximala ingångsvärde eller ampaciteten hos ledningarna som leder från kombinerarboxen.

Laddare till batterisäkring eller brytare

Eftersom de värsta förstärkarna som flödar till och från en Pulsbreddsmodulerad (PWN) laddningsregulator är densamma, säkringen och trådstorleken kan matcha. Däremot har MPPT laddningsregulatorer kapacitet att både minska spänningen och öka strömmen som flyter mellan regulatorn och batteribanken, vilket kräver en omräkning av den exakta storleken på ledningen och säkringen eller konsultera laddningsregulatorns manual. För deras Solar Boost 50 (amp) laddningskontroll, till exempel, rekommenderar Blue Sky att du installerar en 60-amps säkring/brytare mellan enheten och batteribanken. Än en gång, välj en tråd med rätt betyg.

Säkring mellan batteribanken och växelriktaren

Den sista säkringen eller brytaren mellan batteribanken och växelriktaren bör dimensioneras baserat på växelriktarens kontinuerliga effekt och den maximala överspänningsström som den kan hantera. Konsultera växelriktartillverkarens specifikationer för att fastställa lämplig säkrings- eller brytarstorlek. Som en allmän regel bör säkringen vara klassad till 1.25 till 1.5 gånger omriktarens kontinuerliga strömmärke. Till exempel, om din växelriktare har en kontinuerlig märkeffekt på 2000W vid 24 volt, skulle den kontinuerliga strömmen vara 2000W ÷ 24V = 83.3A. I det här fallet skulle du välja en säkring eller brytare med en klassificering mellan 105A och 125A.

Verktyg krävs 

• Vinkelsökare
• Torpednivå
• Fisktejp
• Kritstreck
• Sladdlös borrmaskin (14.4V eller mer), flera batterier
• Unibit och flera borrar (trä, metall, murverk)
• Hålsåg
• Hålslag
• Momentnyckel med djupa hylsor
• Mutterförare 
• Avisoleringstänger
• Crimpers
• Nåltång
• Linjemans tång
• Slip-joint tång
• Små kabelskärare
• Stora kabelskärare
• AC/DC multimeter
• Bågfil
• Måttband
• Filt, kartong eller svart plast 
• Kraftiga förlängningssladdar
• Tätningspistol
• Säkringsdragare

Skillnader mellan säkringar och brytare

Säkringar och brytare tjänar båda till att skydda ditt solsystem från elektriska fel, men de fungerar på lite olika sätt. Säkringar är enheter för engångsbruk som smälter och bryter kretsen när de stöter på en överströmssituation. När en säkring går måste den bytas ut.

Effektbrytare, å andra sidan, kan återställas efter att de löst ut. De använder en mekanisk brytare för att bryta kretsen när en överström upptäcks. När felet är åtgärdat kan brytaren återställas, vilket återställer strömmen till kretsen.

I solcellssystem är säkringar vanligare för mindre strömmar, till exempel i solpanelssträngar eller mellan laddningsregulatorn och batteriet. Brytare används ofta för applikationer med högre ström, till exempel mellan batteribanken och växelriktaren.

Välja lämplig säkringstyp

När du väljer säkringar till ditt solsystem är det viktigt att välja rätt typ och storlek. De vanligaste typerna av säkringar som används i solenergiapplikationer är:

• ANL (blade) säkringar: Dessa säkringar används ofta i batteri- och växelriktarkretsar och finns i storlekar från 20A till 750A.
• Midget (ATC) säkringar: Dessa små, bladliknande säkringar används ofta i solpanelssträngar och kombinationslådor, med storlekar från 1A till 30A.
• Patronsäkringar: Dessa cylindriska säkringar finns i ett brett utbud av storlekar och används ofta i applikationer med högre spänning.

När du väljer en säkringsstorlek, se alltid NEC-riktlinjerna och specifikationerna för dina solcellskomponenter. Säkringar bör vara klassade för att klara minst 156 % av den förväntade strömmen, avrundat uppåt till nästa standardsäkringsstorlek.

Vanliga misstag att undvika vid sammansmältning av ett solsystem

• Underdimensionerade eller överdimensionerade säkringar: Användning av en för liten säkring kan leda till att den går i förtid, medan användning av en för stor säkring kanske inte ger tillräckligt skydd. Dimensionera alltid säkringar enligt NEC-riktlinjer och komponentspecifikationer.
• Försummar att säkringa parallellkopplade paneler: Varje parallellkopplad sträng måste säkras individuellt för att förhindra att en kortslutning i en sträng påverkar de andra. Att inte smälta parallella strängar kan leda till skador och brandrisker.
• Felaktig säkringsplacering eller installation: Säkringar ska installeras så nära strömkällan som möjligt och alltid på den positiva ledningen. Felaktig placering eller installation kan minska säkringens effektivitet och potentiellt orsaka skada på ditt system.

Korrekt installationstekniker för säkringar

Följ dessa bästa metoder när du installerar säkringar i ditt solsystem:

• Använd rätt Säkringshållare eller säkringsbox för säkringstyp och storlek. För att utforska komponenthöljena ytterligare, läs Säkringshållare: Allt du behöver veta.
• Installera säkringar på den positiva ledningen, så nära strömkällan som möjligt.
• Använd rätt ledningsstorlekar och kontakter, för att säkerställa en tät och säker anslutning.
• Märk varje säkring eller brytare tydligt och anger dess syfte och klassificering.
• Håll säkringar och brytare rena och fria från korrosion, byt ut dem vid behov.

Underhåll och felsökning

Regelbundet underhåll och inspektion av dina solsäkringar och brytare kan hjälpa till att förebygga problem och säkerställa livslängden på ditt system. Med jämna mellanrum:

• Inspektera visuellt säkringar och brytare för tecken på korrosion, skador eller överhettning.
• Kontrollera anslutningarna för täthet och renhet.
• Testa kontinuiteten hos säkringar med en multimeter för att säkerställa att de fortfarande fungerar.
• Byt ut eventuella trasiga säkringar eller utlösta brytare, undersök orsaken till felet innan strömmen återställs.

Om du upplever upprepade säkringsfel eller brytare kan det tyda på ett allvarligare problem med ditt solsystem. Rådfråga en professionell solcellsinstallatör eller elektriker för att diagnostisera och lösa problemet.

Slutsats

Vilken som helst solpanelsystem som inkluderar en säkring mellan panelerna och laddningsregulatorn rekommenderas starkt eftersom det kommer att skydda elektriska apparater och prylar från strömstörningar och förhindra att ledningarna överhettas eller fatta eld till följd av en överström. Även om en mindre PV system med paneler kopplade i serie kanske inte kräver en säkring, det är alltid tillrådligt att vara säker än förlåt. En snabbsäkring är det säkraste alternativet för systemet. Hänvisa till Beny för bättre lösningar för solenergisystem.