Hızlı Kapatma Aygıtında Sorun Giderme 101

Güneş enerjisi söz konusu olduğunda yangın güvenliği akılda tutulması gereken en önemli şeydir. Çok sayıda güneş enerjisi yönetmeliği yangın riskini azaltır, ancak yangın tehlikesi olan binalarda veya binalarda görevlerini yaparken itfaiyeciler için tehlikeleri azaltmak için düzenli olarak güncellenmeleri gerekir. PV diziler.

Birçok ülke, bunu garanti altına almak için güvenlik önlemlerine öncelik vermiştir. güneş enerjisi fonksiyonları güvenli ve itfaiyecilerin ve diğer ilk müdahale ekiplerinin yangın güvenliği alanına gitmesine izin verir. Bu durumda hızlı kapatma kullanılabilir. 

Hızlı kapatma kriterlerini daha ayrıntılı inceleyelim ve tüm güneş enerjisi tesisatçılarının ve sistem sahiplerinin bunlardan haberdar olmasının neden önemli olduğunu görelim.

O nasıl çalışır? 

MKS Ulusal Elektrik Kodu Amerika Birleşik Devletleri'nde (NEC) bir elektrik güvenliği gereksinimi olarak hızlı kapatma gereksinimini tanıttı. 

Güneş PV sistemlerin, bu kriteri karşılamak için çatıdaki güneş modüllerinin enerjisini kesme veya voltajını düşürme yöntemine sahip olması gerekir. Bu, bir "açma veya kapama" anahtarının eklenmesini gerektirir.

Hızlı kapatma, güneş enerjisi tesisatçılarının veya itfaiyecilerin bir fotovoltaik diziden gelen voltajı ve akımı durdurması veya azaltması için güvenli bir yol sağlar ve elektrik tehlikelerinden kaçınırken güvenli ve üretken çalışmalarına olanak tanır.

İnverterler, modüller tarafından üretilen enerji akışını kesmek için kapatma kapasitesine sahiptir. Ancak güneş panelleri güneş olduğu sürece elektrik üretmeye devam edecek ve panelleri invertere bağlayan kablolara voltaj ve akım yerleştirecektir.

Çatınızdaki voltajı modül seviyesinde kapatmak veya azaltmak, bir itfaiyecinin güneş enerjisi modüllerinden gelen aşırı voltaj nedeniyle şoka uğrama olasılığını düşürür veya ortadan kaldırır.

İnverter ve modül seviyesindeki hızlı kapatma cihazı, ABD Ulusal Elektrik Koduna uygun olarak birbirleriyle iletişim kurmalı ve birlikte bir sistem oluşturmalıdır.

Bir Hızlı Kapatma Cihazı Neden Çalışmayı Durdurur? 

Bir Hızlı Kapatma Cihazı, bir tür mikro invertör veya modül düzeyinde güç elektroniğidir (MLPE). Bunlara uymak için güneş sistemi genelindeki voltaj çıkışını kapatabilen ve düşürebilen araçlarla donatılmıştır. PV Hızlı Kapatma düzenlemeleri.

Son olarak, hızlı bir kapatma sistemi bir invertör gerektirir. Güneş modülleri tarafından üretilen elektrik, bir invertör aracılığıyla eviniz için faydalı enerjiye dönüştürülür (bu süreç hakkında daha fazla bilgi için önceki blogumuzu okuyun). Eviricinin içinde birkaç Hızlı Kapatma başlatıcı bulunur.

Bu üç bileşen, fotovoltaik hızlı kapatma ekipmanı olarak bilinir. Bu cihazlar, voltajın güvenli bir seviyeye indirilmesinde hızlı bir kapatma sistemi sağlar. Hızlı kapatma amacıyla, PVRSE ve PVRSS UL Listeli olmalıdır. Bu parçalar düzgün çalışmıyorsa, hızlı kapatma anahtarı çalışmayı durdurabilir.

Yaygın Hızlı Kapatma Aygıtı Arızalarını Belirleme Adımları 

Dünyanın enerji yapısındaki daha derin bir değişiklik, birincil yakıt olarak yeni enerjiyi kullanan yeni güç sisteminin genişlemesine ve çatı fotovoltaik sistemli yapıların sayısında artışa yol açmıştır. 

İster bir ev sistemi, ister endüstriyel ve ticari bir enerji santrali olsun, fotovoltaiklerin kurulu kapasitesinin önemli ölçüde artması bekleniyor ve bununla ilgili güvenlik sorunları her zaman endüstrinin dikkatini çekmiştir.

• Acil bir durumda cihazın kapatılması

İtfaiyeci güvenliği modül düzeyinde kapatma gerektirdiğinden çözümler güvenilir olmalıdır. Hızlı kapatma cihazları tarafından hızlı kapatma etkinleştirildiğinde dizi başarıyla kapatılmalı ve enerjisi kesilmelidir. 

İtfaiyeciler, dizinin gerçekten enerjisinin kesildiğini varsayıyorlar, bu nedenle bu olmazsa, risk, kapatma prosedürü olmadan olacağından bile daha büyük olabilir.

Peki güvenli geçişi nasıl sağlarız? Eviricilerde kullanılanlar gibi mekanik DC bağlantı kesmeleri, UL 98B'ye göre testlerden geçmelidir. Diğer güvenlik testlerine ek olarak, bu standart, bağlantı kesmenin çalıştırılması amaçlanan koşullara benzer koşullar altında test yapılmasını zorunlu kılar. 

Günümüzün katı hal DC anahtarları, aksine, yalnızca UL1741'e göre test edilir ve modül düzeyinde kapatma uyumluluğunda kullanılır. DC bağlantı kesme veya güvenlik anahtarı UL 1741 kapsamında değildir. 

MLPE cihazlarının çalışma ortamı, invertörde veya üzerinde tipik bir DC bağlantı kesme için çalışma ortamından daha zorludur. Hızlı kapatma özelliğinin normal çalışma sıcaklıkları aralığı dışında test edilmesi önerilir.

• Ark arızasını ve uygun kapatma yanıtını algılama

Elektriksel gürültü elektronik bileşenler tarafından üretilebilir. Bu genellikle bir güneş sisteminin DC tarafında bir sorun değildir. Bununla birlikte, günümüzün hızlı kapatma ekipmanı kullanılırken gürültü seviyeleri önemli ölçüde yükselebilir ve doğru ark hatası algılamasını engelleyebilir. 

Ark Hatası Devre Kesici (AFCI) algoritmalar güneş sisteminin DC akımını ve voltajını takip eder ve arklara benzeyen belirli özellikleri (ani dalgalanmalar gibi) arar. Tespitlerini, tipik bir arkın neye benzediğini tanımlayan bir dizi ark imzasına dayandırırlar. 

MKS AFCI Algılanan akım ve voltaj modelleri bir ark imzasına benziyorsa, herhangi bir hasar oluşmadan önce bir ark söndürmek veya olası bir arkı durdurmak için etkinleştirilir. bu AFCI Algoritma, hızlı bir şekilde elektriksel gürültü üretildiğinde gerçek bir arkı ayırt etmekte zorlanır. kapatma cihazları (örneğin, optimize edici anahtarlama frekanslarından gelen) gerçek arklara benzeyen sinyaller sağlar. 

Kargaşa nedeniyle, rahatsız edici açma veya daha da kötüsü, gerçek bir arkı fark etmeme olasılığı daha yüksektir. Ayrıca, bu ekstra gürültünün bazı sistemlerin kapanma sinyallerine müdahale etmesi ve gerektiğinde kapanacaklarına güvenmeyi zorlaştırması ironik olabilir.

• Daha az ark riski için bağlantı sayısını belirleme

DC konektörler, bir dizideki seri arklara önemli bir katkıda bulunur. PV Almanya'daki Fraunhofer Enstitüsü ve İngiltere'deki BRE Ulusal Güneş Merkezi'nden yapılan araştırmaya göre. DC bağlayıcı sorunları genellikle iki temel nedenden birine sahiptir:

1. Kurulum hataları: En sık yapılan kurulum hataları, yerinde düzgün olmayan sıkma ve tam olarak kurulmamış konektörlerdir, her ikisi de ark oluşumuna neden olabilecek zayıf bağlantılara neden olur. 

2. Yaygın hatalar arasında yanlış kıvırma aletlerinin kullanılması, konektörlerin kesin olmayan bir şekilde kurulması veya sadece yetersiz kurulum eğitimi yer alır.

Farklı üreticiler tarafından yapılan DC konektörleri, uyumsuz bağlantılar olarak adlandırılır. Uyumsuzluk gevşek bağlantılara, korozyona, su girmesine ve değişken termal genleşme davranışına neden olur.

Bağlantı noktalarının sayısını önemli ölçüde artıran herhangi bir hızlı kapatma yöntemi, sistemi daha tehlikeli hale getirebilir.

• Cihazın uzun ömürlülüğünü keşfetme

Güneş enerjisinin benimsenmesi, maliyet etkinliği tarafından yönlendirilir, bu nedenle hızlı kapatma teknolojilerinin sistem maliyetlerini tüketicilerin erişemeyeceği seviyelere çıkarmaması kritik önem taşır. Güneş sistemleri de 20+ yıllık bir yatırımdır. Daha az parçalı ve elektronik aksamları zorlu çatı koşullarına maruz bırakmayan sistemler daha güvenilir olmalıdır.

Piyasada bulunan hızlı kapatma teknolojilerini değerlendirirken güvenlik önce gelmeli, ardından ek maliyet gelmelidir.

Hızlı kapatma, itfaiyecilere acil bir durumda güneş enerjisi sistemi DC iletkenlerinin enerjisini kesmenin ve bir binanın çatısında güvenli bir ortam sağlamanın kolay bir yolunu sağlamak için ilk olarak 2014 Ulusal Elektrik Yasasına (NEC) dahil edildi. 

Bu, tipik bir dizi invertör güneş enerjisi sisteminde, güneş parladığında güneş sisteminden gelen DC telinin, invertör kapatıldıktan sonra bile canlı kalması içindir.

2017 NEC, ne kadar yakın olduğuna bağlı olarak hızlı kapatma standartlarını değiştirdi. PV sistem iletkenleri PV şimdi diziden tüm yönlerde 1 fit (305 mm) uzanan bölge olan dizi sınırı.

Hızlı kapatma başlatıldıktan sonraki 30 saniye içinde, PV giriş noktasından 3 fitten (1 m) daha fazla sınırların dışında olan binaların içindeki devreler en fazla 30 volt ile sınırlandırılmalıdır.

1 Ocak 2019 tarihinden itibaren geçerli olmak üzere, aşağıdaki üç alternatiften biri kullanılmalıdır: PV dizi sınırı içindeki devreler:

MKS PV diziden bahsedilmelidir veya alan olarak belirtilmelidir PV hızlı kapatma ile dizi. böyle bir PV dizi, hızlı kapatma için alan etiketleme veya listelemede listelenen yönergelere uygun olarak kurulmalı ve kullanılmalıdır. PV diziler.

PV çevre içindeki iletkenler veya binanın yüzeyinin bunlara girdiği noktadan 3 fitten (1 m) daha az olan iletkenler, hızlı kapatmanın başlamasından sonraki 80 saniye içinde en fazla 30 volt ile sınırlandırılmalıdır.

PV Açıkta kalan topraklanmış iletken elemanlardan veya topraktan 8 fitten fazla uzağa kurulan ve açıkta kablolama yöntemleri ve iletken parçaları olmayan diziler düzenlemelerden muaftır.

Ana yakıt olarak yeni enerjiyi kullanan yeni güç sisteminin genişlemesi ve çatı fotovoltaik sistemlerine sahip bina sayısındaki artış, küresel enerji yapısındaki daha derin bir dönüşümün sonuçlarıdır.

Fotovoltaiklerin kurulu kapasitesinin bir ev sistemi veya endüstriyel ve ticari bir enerji santrali olup olmadığına bakılmaksızın önemli ölçüde artması beklenmektedir ve bununla ilgili güvenlik endişeleri her zaman endüstrinin dikkatini çekmiştir.

Rapid Shutdown'ın invertörler ve güç optimize edicilerle etkileşimi

Diğer inverter sistemleri, hızlı kapatmayı sağlamak için ekstra bileşenlere ihtiyaç duyarken, diğerleri modül düzeyinde hızlı kapatma ile temel olarak uyumludur (NEC 2017 ve sonrası).

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki konut güneş paneli sistemleri için en popüler invertör seçenekleri, mikro invertör ve güç optimize edici sistemlerdir. Neyse ki, güç optimize ediciler ve mikro invertörler hem panel sahasında çalışır hem de yerleşik hızlı kapatma özelliklerine sahiptir.

NEC 2017 veya NEC 2020 ile uyumlu olmak için, tek başına bir dizi invertör kurarsanız, ayrıca modül düzeyinde güç elektroniği (MLPE) kurmanız gerekebilir. SolarEdge'in yaptığı gibi, güç optimize edicileri bir dizi invertörle birleştirirseniz çalışmalıdır.

Ancak, başka eyaletler NEC 2017'yi uygulamaya başladığında, birçok dizi inverter üreticisi ve diğer güneş enerjisi şirketi, hızlı kapatma özelliklerine sahip yeni MLPE teknolojileri geliştirdi, bu nedenle hızlı kapatma uyumluluğu için güç optimize ediciler tek seçiminiz değildi. Hızlı kapatma için özel olarak tasarlanan bu MLPE'ler, genellikle güç optimize ediciler veya mikro invertörler eklemekten daha ekonomik bir seçimdir.

Bazı inverter sistemleri, ekstra bileşenlere ihtiyaç duymadan hızlı kapatmayı tetikleyebilirken, diğerleri bunu yapmaz. Güç optimize ediciler ve mikroinvertörler her ikisi de yerleşik kapatma özelliklerini içerir. 2017 NEC koduyla uyumlu olmak için bir dizi invertörünüz varsa modül düzeyinde cihazlar eklemeniz gerekebilir.

Güneş paneli sisteminizde herhangi bir ayar yapmadan önce, sisteminizin hızlı kapatma kriterlerine uygun olup olmadığını kontrol etmelisiniz, çünkü aynı şekilde denetleneceksiniz. Sisteminiz için en iyi hızlı kapatma bileşenlerini bulmak için profesyonel yardım isteyebilirsiniz.

Güç optimize ediciler, şebeke uyumlu AC voltajına dönüştürmek için merkezi bir invertöre düşük voltajlı DC sağlar ve mikro invertörler, düşük voltajlı DC'yi şebeke şebekesi uyumlu AC voltajına dönüştürür. AC gücü daha sonra yerinde yükler tarafından kullanılmak üzere elektrik hizmetine aktarılır veya elektrik şebekesi mevcut olduğunda başkaları tarafından kullanılmak üzere şebekeye aktarılır. 

Bu MLPE'ler AC gücü üretmeyi durdurur ve artık inverter çıkış devrelerine veya şebekeye AC voltaj veya akım sağlayamaz, böylece şebeke arızalandığında veya arızalandığında Madde 690.12'nin gereksinimlerini karşılar. PV sistem AC devreleri, bir AC devre kesici, elektrik sayacının çıkarılması veya diğer AC bağlantısını kes.

Sistem invertörüne giden AC gücü kesildiğinde, güç optimize edicilere sahip sistemler hızlı kapatma uyumluluğu sağlar. 

Evirici, bir AC sinyalinin kaybı üzerine voltaj çıkışlarını otomatik olarak bir volta indirebilmeleri için optimize edicilere bir sinyal iletir. Bu durumda, optimize edicilere sahip 350 panellik bir hattın ortalama 18 voltu 18 volta düşürülecektir.

DC kablolar için 10 fitlik sonlandırma mesafesi PV dizi, 1 NEC'nin 2017. maddede önerilen değişikliğin bir parçası olarak 690.12 fitlik bir sınıra düşürülecektir. Ek olarak, bir fitlik sınır içinde dizi içi 30 voltluk bir sınırlamaya ihtiyaç duyarken mevcut 80 voltluk iletken kısıtlamasını koruyacaktır. 

Sonuç olarak, her bir paneli bir ana şalterden uzaktan kapatmak gerekli olacaktır. Paneller ve hızlı kapatma kutusu arasındaki dizi gerilimleri 600 volt DC'ye kadar hala mevcut olabilir, bu nedenle şu anda 2014 NEC kriterleri altında kullanılan hızlı kapatma sistemleri bu yeni kritere uymayacaktır. 

Özünde, bu yeni plan, tüm çatılar için bir tür dizi içi veya modül düzeyinde kapatma aygıtı gerektirir. PV sistemler.

Yeni bir dizi içi 80 volt sınırlamanın itfaiyecilerin ve diğer ilk müdahale ekiplerinin güvenliğini nasıl artıracağı belirsiz olsa da, ek kural aslında montajcıları daha az güvenli hale getirebilir. 

Güneş enerjisi endüstrisi daha sert bir modül seviyesinde kapatma uygulamak zorunda kalırsa, montajcıların arızalı veya yıpranmış modül seviyesindeki cihazları değiştirmek için harcaması gereken uzun sürenin endişesi nerede? 

İnşaat sektöründeki mesleki ölümlerin önde gelen nedeni olan düşmelere hizmet edenlerin daha fazla maruz kalacağını hesaba katmalısınız.

Çok az veya hiç performans kazancı olmadan, bu önerilen 2017 NEC ekstra kuralı 690.12'ye artacak PV çatının gelecekteki potansiyeli üzerinde etkisi olacak sistem karmaşıklığı, kurulumcu ve bakım riski, masraf ve güvenilirlik zorlukları PV tesisler. 

Bu tür değişiklikler iyi düşünülmelidir. NEC, var olmayan bir sorunu çözmeye çalışıyor gibi görünüyor.

NEC 2017 kriterleri, güvenlik açısından bir gelişmeye işaret ediyor. PV sistemler. Piyasada NEC kodunun kontrol kriterlerine uyan birkaç tasarım ve cihaz bulunmaktadır. Kendinizi ve çevrenizdekileri korumak için hızlı kapatma sistemini kullanın. PV sistemi güvenli bir şekilde

Eyaletinizin güvenliği için kodları varsa, güneş sisteminizi eyaletinizin hızlı kapatma cihazının güncel gereksinimlerine uygun olarak güncellediğinizden emin olmalısınız. PV sistem.

Elektrik, doğru akım (DC) sağlamak için bir güneş paneli dizisi kullanılarak üretilir. Cihazlarınızın kullanabileceği alternatif akım (AC), inverterler tarafından oluşturulur. Daha büyük inverterler binanın elektrik sayacına veya ana dağıtım panosuna yakın yerleştirilebilir veya bir sistem, ayrı güneş panellerine bağlı çok sayıda küçük, ayrı inverter içerebilir.

Binanın elektrik hatlarının çoğu, dış kısımdaki borulardan geçirilir. Bir AC bağlantı kesme anahtarı tipik olarak evin ana dağıtım panelinin veya elektrik sayacının yakınına kurulur. Her bağlantı kesme anahtarının, hangi güneş enerjisi dizisine bağlı olduğunu gösteren bir etikete sahip olması gerekir.

Sadece evin güneş enerjisi dizisine olan bağlantısı, bağlantı kesme anahtarı tarafından kesilecektir. Paneller DC güç üretmeye devam ettikleri için insanları şok edebilir. bu güneş enerjisi pil yedeği varsa sistem elektrik üretmeye devam edecektir.

Güneş panellerinin güneş olduğu sürece çalışmaya devam edeceğini unutmayın. Güneş panelleri, diğer elektrik kaynakları gibi tehlikeli olabilir. 

Çatınıza veya mülkünüzün başka bir yerine güneş panelleri yerleştirdiyseniz, tehlikelere karşı dikkatli olun ve herhangi bir elektrikli ekipmandan güvenli bir mesafe bırakın. Acil durum personeli, güneş enerjisi dizileriyle ilgili tehlikeler konusunda bilgilendirilmelidir.

Sağlıklı Solar Hızlı Kapatma Cihazı İçin İpuçları

Güneş her çıktığında, bir güneş paneli sistemindeki iletkenler elektriksel olarak şarj olur.

Hızlı bir kapatma mekanizması olmadan bu iletkenlerden geçen akımı durdurmak için güvenli bir yöntem yoktur.

Çoğu insanın inandığının aksine, sadece solar inverteri kapatarak güç kapatılamaz. Güneş panelleri hala elektrik üretiyor olacaktı ve güneş panellerini birbirine bağlayan elektrik bağlantıları hala elektrik taşıyor olacaktı.

Güneş paneli sistemiyle temas eden herkes, çatınızdaki bir olaya çağrılabilecek ilk müdahaleciler de dahil olmak üzere, bu canlı akım nedeniyle elektrik çarpması riski altındadır.

İtfaiyeciler, yanan binaları, duvarlara veya çatılara delikler açarak sık sık havalandırdıkları için özellikle savunmasızdır, bu da onları güneş paneli sisteminin iletkenleri veya kabloları ile doğrudan temas ettirebilir.

Bu sorun, güneş paneli sisteminin enerjisini anında kesen ve çatıya tırmanan herkes için elektrik çarpması riskini ortadan kaldıran hızlı kapatma cihazı güneş enerjisi ile çözülür.

Sağlıklı bir güneş için birkaç ipucu hızlı kapatma cihazı şunlardır: 

• "Listelenen" veya saha etiketli bir hızlı kapatma sistemi kurun

"Listelenen" kelimesi, bir asırdan daha uzun bir süre önce oluşturulan UL sertifika programının ilk adından gelmektedir. 

Ulusal Elektrik Kodu "listelenmiş" kelimesini içerir, ancak sistemlerin ve ürünlerin UL sertifikalı olması gerektiğini belirtmez; bunun yerine bu tür bir belgelendirme hizmeti verecek olan kuruluşların genel niteliklerini tartışır. 

UL, üreticilerin ürünlerini UL aracılığıyla hızlı kapatma için sertifikalandırması gerektiğine açıkça inansa da, ulusal olarak tanınan diğer test laboratuvarları da yardımcı olabilir.

• 80 saniye içinde voltajını 30 V'a düşürebilen bir sistem kurun

Yüksek voltajlı DC gücünü, 80 saniyede 30 V'a düşebilen daha düşük voltajlı, daha güvenli AC gücüne dönüştürdükleri için, mikro invertörlerin genellikle doğuştan gelen uyumlulukla uyumlu olduğu düşünülür. pv hızlı kapanma.

İnverterler kurulduktan sonra test etmek zordur, ancak UL, belirli mikro invertörlerin 80 V eşiğini karşılayabileceğini doğrulamak için proaktif olarak bu testleri gerçekleştirmiştir.

• BI yükleyinPV metal bileşenleri, açıkta iletkenleri olmayan ve topraklanmış metalin 8 ft yakınında olmayan sistem

NEC 2017 kriterleri, güneş enerjisi kiremitleri, fayanslar veya diğer entegre binalarla karşılanabilir. PV (BIPV) sistemleri, açıkta kalan metal iletkenleri veya metal bileşenleri olmadığı veya herhangi bir topraklanmış metalin yanına yerleştirilmedikleri sürece. Bu sistemler iletken ve topraklanmış bileşenlerden ayrı tutulur.

Sonuç

Bir güneş enerjisi kurulumu işi olarak bilmeniz gereken tek şey buydu. Küresel olarak, itfaiyecileri güneş enerjisinin yakınında çalışırken korumak için hızlı kapatma düzenlemeleri geliştirilmektedir. PV ekipman. Bu güvenlik avantajlarını daha ayrıntılı incelemek için şunlara göz atın: Hızlı Kapatma Cihazları: Fotovoltaik Sistemler için Vazgeçilmez Güvenlik Çözümleri.

NEC tarafından gerekli görülen hızlı kapatma sistemi (PVRSE), voltajı güvenli bir seviyeye (PVRSS) düşürmek için bir dizi cihaz kullanır. NEC gereksinimlerini karşılamak için invertörler, başlatıcılar ve MLPE veya mikro invertörler gibi hızlı kapatma cihazları gibi bileşenler gereklidir.

Yapabilirsin UAF ile İşletmeniz için bir tedarikçi arıyorsanız, lider Hızlı kapatma cihazı üreticisi.