Các SPD tốt nhất để lắp đặt bảng điều khiển năng lượng mặt trời là gì?

Đối với hầu hết các lắp đặt bảng điều khiển năng lượng mặt trời, cách tiếp cận tốt nhất là bảo vệ tăng cường phối hợp: DC SPD tại đầu vào mảng PV hoặc biến tần, AC SPD ở đầu ra hoặc bảng phân phối biến tần và loại 2 SPD làm lớp bảo vệ chính. Thiết bị loại 3 chỉ được sử dụng gần các điểm cuối nhạy cảm.

Điều này có nghĩa là không có thiết bị bảo vệ đột biến “tốt nhất” nào cho mọi hệ thống năng lượng mặt trời. Kết quả tốt nhất đến từ việc sử dụng đúng loại SPD, đúng chỗ, lắp đặt và nối đất chính xác, do đó giảm dần từng bước trước khi chúng có thể làm hỏng biến tần hoặc các thiết bị điện tử khác.

“SPD tốt nhất” có nghĩa là gì trong hệ thống điện mặt trời

Trong hệ thống điện mặt trời, “tốt nhất” không có nghĩa là thiết bị lớn nhất, xếp hạng cao nhất hiện tại hoặc sản phẩm đắt tiền nhất. Nó có nghĩa là khái niệm bảo vệ phù hợp với hệ thống và cách mà Surges thực sự đi vào nó.

Trong thực tế, "tốt nhất" có nghĩa là:

Vị trí chính xác
Một hệ thống năng lượng mặt trời có hai thế giới điện khác nhau: phía DC từ các tấm pin và phía AC được kết nối với lưới điện hoặc tải. Cả hai bên đều có thể nhận được sự gia tăng, và cả hai bên thường cần sự bảo vệ của riêng họ.

Loại SPD chính xác
Thiết bị loại 2 thường là lớp bảo vệ chính trong hệ thống PV. Thiết bị loại 3 chỉ dành cho bảo vệ cục bộ, tốt gần thiết bị nhạy cảm.

Khoảng cách đấu dây và chất lượng nối đất
Ngay cả một thiết bị chống sét lan truyền rất tốt cũng hoạt động kém nếu nó được lắp đặt với dây dài, vòng lặp hoặc liên kết kém với trái đất.

Độ bền tăng lặp lại
Việc lắp đặt năng lượng mặt trời được tiếp xúc trong nhiều năm. SPD phải chịu được nhiều đợt tăng nhỏ hơn theo thời gian, không chỉ là một sự kiện lớn.

Vì vậy, SPD “tốt nhất” cho hệ thống năng lượng mặt trời là hệ thống được lựa chọn chính xác cho phía DC hoặc AC, được phối hợp đúng cách với các giai đoạn bảo vệ khác và được lắp đặt với các kết nối ngắn, được liên kết tốt.

Tại sao lắp đặt bảng điều khiển năng lượng mặt trời lại nhạy cảm với nước dâng

Hệ thống điện mặt trời gặp nhiều vấn đề về điện hơn so với nhiều hệ thống điện khác. Điều này không phải vì thiết bị yếu, mà là do hệ thống được lắp đặt như thế nào và ở đâu.

Cáp dài DC
Dây PV thường chạy hàng chục, thậm chí hàng trăm mét ngang qua mái nhà hoặc cánh đồng. Cáp dài hoạt động giống như ăng-ten và có thể nhận điện áp cảm ứng từ hoạt động sét gần đó, ngay cả khi không có đòn tấn công trực tiếp.

Tiếp xúc ngoài trời
Các bảng, hộp kết hợp và các bộ phận của hệ thống cáp được lắp đặt ngoài trời. Điều này làm tăng khả năng xảy ra hiệu ứng sét trực tiếp hoặc gián tiếp và quá áp nhanh chóng.

Điện tử biến tần nhạy cảm
Biến tần hiện đại chứa các thiết bị điện tử, bảng điều khiển và giao diện truyền thông mật độ cao. Các thành phần này có thể bị hư hỏng do xung điện áp tương đối nhỏ.

Hai đường vào chính
Sự gia tăng có thể đến từ Mảng mảng (thông qua cáp DC từ trường PV) và từ Lưới (thông qua mạng AC). Nếu chỉ bảo vệ một bên, bên kia vẫn có thể phá hủy biến tần.

Do những yếu tố này, bảo vệ tăng cường phối hợp không phải là tùy chọn trong hầu hết các hệ thống PV. Nó là một phần của độ tin cậy cơ bản và thiết kế thời gian hoạt động.

DC SPD vs AC SPD trong lắp đặt bảng điều khiển năng lượng mặt trời

DC SPDs và AC SPDs có các công việc khác nhau trong việc lắp đặt năng lượng mặt trời. Chúng không thể thay thế cho nhau, ngay cả khi chúng trông giống nhau.

nốt thứ sáu trong DC SPD được thiết kế để làm việc ở phía PV, nơi có điện áp DC liên tục, thường ở mức cao (600 V, 1000 V, 1500 V, hoặc hơn). Nó phải xử lý hành vi hồ quang DC cụ thể và được khớp với điện áp chuỗi PV.

giống như chử AC SPD được thiết kế để làm việc ở phía lưới, nơi điện áp xen kẽ và không có đường cắt ngang giúp dập tắt các vòng cung. Nó bảo vệ chống lại sự gia tăng từ mạng tiện ích hoặc từ các sự kiện chuyển đổi bên trong cài đặt.

Để làm rõ điều này, hãy xem xét so sánh sau.

Bảo vệ chống sét lan truyền bên DC và AC-Side trong hệ thống điện mặt trời

Bảng này cho thấy rằng DC và AC SPDs bảo vệ chống lại các đường tăng khác nhau và được lắp đặt tại các điểm khác nhau. Chúng hoạt động cùng nhau như một hệ thống. Bảo vệ một bên chỉ rời khỏi bên kia như một cánh cửa mở cho những dòng nước dâng.

Loại 2 vs Loại 3 SPD trong hệ thống năng lượng mặt trời

Trong hầu hết các lắp đặt năng lượng mặt trời, quyết định chính không phải là giữa nhiều loại SPD kỳ lạ, mà là giữa việc sử dụng Loại 2 Và Loại 3 thiết bị chính xác.

• Tại sao loại 2 là mặc định cho bảng PV
  Loại 2 SPD được thiết kế để xử lý phần lớn các đợt tăng cảm ứng và chuyển mạch xảy ra trong các cài đặt bình thường. Chúng có đủ công suất xả và xử lý năng lượng để tồn tại các sự kiện lặp đi lặp lại trong nhiều năm. Vì lý do này, loại 2 là sự lựa chọn tiêu chuẩn cho cả hai bên DC và AC trong hầu hết các hệ thống PV.
  
• Tại sao Loại 3 là Bổ sung
  SPD loại 3 là để bảo vệ tốt rất gần với thiết bị nhạy cảm. Chúng có công suất xả thấp hơn và không phải là giai đoạn bảo vệ đầu tiên hoặc duy nhất. Trong hệ thống PV, đôi khi chúng được sử dụng gần thiết bị giám sát, cổng thông tin liên lạc, hoặc thiết bị điện tử điều khiển rất nhạy.
  
• Tại sao Loại 3 không thể thay thế bảo vệ bảng điều khiển
  Chỉ riêng một thiết bị loại 3 không thể xử lý an toàn năng lượng của các dòng nước dâng đến từ cáp ngoài trời dài hoặc từ lưới điện. Nếu nó được sử dụng mà không có thiết bị ngược dòng thích hợp, nó có thể nhanh chóng bị hỏng hoặc bảo vệ thực sự ít.
  

Tóm lại, loại 2 là công trình bảo vệ chống sét lan truyền trong lắp đặt năng lượng mặt trời. Loại 3 chỉ là một lớp bổ sung, cục bộ.

Tiêu chí lựa chọn chính cho SPD cho hệ mặt trời

• SPD20C/3-1500 PV S Class II
• Chỉ định: Loại2
• Phân loại: Lớp II
• Chế độ bảo vệ: (+/-) -> PE, (-/+) -> PE, (+/-) -> (-/+)
• Điện áp danh định UN: 1500 VDC
• tối đa. Điện áp hoạt động liên tục UC (L-N): 180 VDC
• Ngắn mạch Xếp hạng hiện tại ISCPV: 100 A
• ICPV hiện tại liên tục: <20 µA
• Dòng tải định mức: 80 A
• Dòng xả tối đa (8/20μs) IMAX:40 ka
• Dòng xả danh định (8/20μs) trong: 20 ka
• Cấp bảo vệ điện áp tăng lên: ≤5.0 kV
• Điện trở cách ly: 1000 MΩ
• Vật liệu nhà ở: UL94V-0
• Mức độ bảo vệ: IP20

Nhận báo giá

Chọn một SPD cho hệ thống năng lượng mặt trời không phải về thương hiệu hoặc tuyên bố tiếp thị. Đó là về việc kết hợp thiết bị với các điều kiện điện và vật lý của việc lắp đặt. Danh sách kiểm tra sau đây bao gồm những điểm quan trọng nhất.

Danh sách kiểm tra lựa chọn

• Điện áp dây PV (VOC + Hiệu ứng nhiệt độ)
  Điện áp mạch hở lớn nhất của dây PV tăng ở nhiệt độ thấp. DC SPD phải có định mức điện áp hoạt động liên tục (UC) cao hơn giá trị trường hợp xấu nhất này, không chỉ điện áp hệ thống danh định.
  
• Vị trí DC so với AC
  Đảm bảo thiết bị được thiết kế đặc biệt và được chứng nhận cho DC hoặc AC sử dụng, tùy thuộc vào nơi nó sẽ được cài đặt. Không trộn chúng.
  
• Chiều dài cáp và độ phơi sáng
  Cáp dài ngoài trời làm tăng nguy cơ tăng đột biến và thường biện minh cho việc đặt SPDs cả ở phía mảng và phía biến tần, không chỉ ở một vị trí.
  
• Hệ thống nối đất và liên kết
  SPD chỉ có thể chuyển năng lượng đột biến sang Trái đất nếu có hệ thống nối đất có trở kháng thấp, liên kết tốt. Khái niệm nối đất và lựa chọn SPD phải được xem xét cùng nhau.
  
• Phối hợp giữa các giai đoạn
  Nếu sử dụng nhiều hơn một SPD (ví dụ, một ở bo mạch chính và một ở gần biến tần), thì mức bảo vệ điện áp và xử lý năng lượng của chúng nên được phối hợp để chúng chia sẻ căng thẳng một cách chính xác thay vì chiến đấu với nhau.
  

Khi những điểm này được tôn trọng, người được chọn Thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền cho bảng điều khiển năng lượng Cài đặt sẽ thực hiện công việc của mình trong nhiều năm thay vì chỉ trên giấy.

Bố trí vị trí SPD điển hình trong lắp đặt năng lượng mặt trời

Bố cục chính xác phụ thuộc vào kích thước và cấu trúc hệ thống, nhưng logic là tương tự trong hầu hết các trường hợp: dừng tăng càng gần càng tốt với nơi chúng đi vào và bảo vệ biến tần từ cả hai phía.

Hệ thống tầng thượng dân cư

Trong một hệ thống dân cư điển hình, dây PV chạy trực tiếp từ mái đến một biến tần duy nhất.

• trên DC bên, một DC SPD loại 2 thường được lắp đặt trong hộp kết hợp trên mái nhà (nếu có) hoặc ở đầu vào DC của biến tần.
  
• trên AC bên, một SPD AC loại 2 được lắp đặt trong bảng phân phối chính hoặc gần đầu ra biến tần.
  

Mục đích là giữ biến tần giữa hai điểm bảo vệ, một cho mỗi đường tăng.

Hệ thống mái thương mại

Các hệ thống thương mại thường có đường chạy dài hơn, nhiều dây và đôi khi là một số biến tần.

• DC bên SPDs thường được đặt trong các hộp kết hợp và đôi khi lại gần đầu vào biến tần nếu khoảng cách lớn.
  
• AC bên SPD được đặt ở đầu ra biến tần và ở bảng phân phối điện áp thấp chính.
  

Ở đây, sự phối hợp giữa một số SPD trở nên quan trọng hơn vì các đợt tăng có thể đi vào nhiều điểm.

Hệ thống năng lượng mặt trời gắn trên mặt đất

Hệ thống gắn trên mặt đất có thể có cáp DC chạy rất dài trên các khu vực mở.

• DC bên Bảo vệ thường được lắp đặt cả ở trường mảng (trong hộp kết hợp trường) và ở biến tần hoặc trạm điện.
  
• AC bên Bảo vệ được lắp đặt ở đầu ra biến tần và tại điểm kết nối lưới.
  

Logic luôn giống nhau: giảm từng bước một, thay vì để nó truyền hết chiều dài cáp vào thiết bị điện tử.

Thực hành cài đặt quyết định hiệu suất

Ngay cả thiết bị bảo vệ chống sét tốt nhất cũng có thể hoạt động kém nếu nó được lắp đặt không chính xác. Trong nhiều lỗi thực sự, vấn đề không phải là bản thân thiết bị, mà là cách nó được kết nối.

• Khách hàng tiềm năng kết nối ngắn
  Các dây dẫn từ SPD đến pha, dây dẫn DC và đất phải càng ngắn càng tốt. Mỗi centimet phụ thêm vào điện cảm và tăng điện áp xuất hiện ở thiết bị trong khi tăng.
  
• Không có vòng dây trong
  Dây điện vòng hoặc cuộn dây hoạt động giống như cuộn cảm và làm cho SPD kém hiệu quả hơn nhiều trong quá trình chuyển tiếp nhanh.
  
• Đóng chặt vào thiết bị hoặc điểm vào được bảo vệ
  SPD nên được lắp đặt gần nơi cáp đi vào biến tần hoặc tòa nhà, không xa trong tủ khác trừ khi có lý do chính đáng.
  
• Liên kết chất lượng cao với trái đất
  Kết nối đất phải có trở kháng thấp và liên kết tốt với phần còn lại của hệ thống nối đất. Một trái đất nghèo nàn khiến bất kỳ thiết bị chống sét lan truyền nào gần như vô dụng.
  

Các chi tiết cài đặt này thường có tác động nhiều hơn đến hiệu suất bảo vệ thực hơn so với sự khác biệt nhỏ trong các giá trị biểu dữ liệu SPD.

Những sai lầm phổ biến trong thiết kế SPD năng lượng mặt trời

Nhiều hệ thống năng lượng mặt trời có một số hình thức bảo vệ chống sét lan truyền, nhưng vẫn bị hư hỏng vì những sai lầm thiết kế cơ bản.

Chỉ AC hoặc chỉ bảo vệ DC
Chỉ bảo vệ phía lưới hoặc chỉ phía PV để biến tần lộ ra từ hướng khác.

Vị trí sai
Một SPD được lắp đặt ở xa điểm vào cáp hoặc với các dây dẫn kết nối dài không thể kẹp điện áp ở nơi nó quan trọng.

lạm dụng thiết bị loại 3
Thiết bị loại 3 đôi khi được sử dụng làm công đoạn bảo vệ duy nhất vì chúng nhỏ và rẻ. Đây không phải là những gì chúng được thiết kế trong hệ thống PV.

Giả định về nền tảng kém
Giả sử rằng “có một kết nối trái đất ở đâu đó” là không đủ. Nếu không có hệ thống nối đất và liên kết trở kháng thấp được thiết kế tốt và có trở kháng thấp, các thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền không thể hoạt động như dự định.

Tránh những sai lầm này thường quan trọng hơn việc lựa chọn giữa hai sản phẩm tương tự.

Ngoài đường dây điện, các cổng giao tiếp biến tần như RS485 hay Ethernet cũng có thể mang năng lượng tăng đột biến. Trong một số cài đặt, các thiết bị chống sét lan truyền dữ liệu được sử dụng để giảm nguy cơ hư hỏng thông qua cáp giám sát và truyền thông.

Phần kết luận

Bảo vệ chống sét lan truyền tốt nhất cho việc lắp đặt bảng điều khiển năng lượng mặt trời không phải là một thiết bị duy nhất mà là một hệ thống bảo vệ phối hợp bao gồm cả hai bên DC và AC của việc lắp đặt. Bởi vì các dòng chảy có thể đi vào từ mảng PV hoặc từ lưới điện, cả hai đường dẫn phải được bảo vệ nếu biến tần và các thiết bị điện tử khác vẫn đáng tin cậy trong thời gian dài. Trong hầu hết các hệ thống năng lượng mặt trời, các thiết bị bảo vệ tăng áp loại 2 cung cấp lớp bảo vệ chính, trong khi các thiết bị loại 3 chỉ được sử dụng cho bảo vệ cục bộ và bổ sung gần thiết bị nhạy cảm. Hơn cả xếp hạng thô của bất kỳ thiết bị riêng lẻ nào, lựa chọn chính xác cho việc sử dụng DC hoặc AC, phối hợp đúng cách giữa các giai đoạn bảo vệ, nối đất và liên kết tốt, và thực hành lắp đặt cẩn thận là những gì quyết định liệu bảo vệ chống sét lan truyền có thực sự hoạt động trong điều kiện vận hành thực tế hay không.

hỏi Ẩn