Sa brzim razvojem globalne nove energetske industrije, fotonaponski (PV) je postao široko korišteno rješenje čiste energije za poduzeća, industrijske parkove, poslovne zgrade i stambene korisnike. Međutim, u poređenju sa tradicionalnim distributivnim sistemima, fotonaponski sistemi se često instaliraju na krovovima zgrada, na otvorenim prostorima ili u velikim fotonaponskim elektranama, izlažući ih dugotrajnoj izloženosti prirodnom okruženju, što ih čini ranjivijim na udare groma i prenapone u mreži.
Kao proizvođač zaštitnika od prenapona (SPD), otkrili smo da mnogi kvarovi PV sistema ne potiču od samih modula, već od prolaznih prenapona koji oštećuju pretvarače, uređaje za nadzor ili komunikacijske sisteme. Stoga, u modernom PV projektu, prenaponske zaštite više nisu opcione, već važna komponenta osiguravanja sigurnog rada sistema.
Pa zašto fotonaponski sistemi moraju imati štitnike od prenapona? Ovaj rad će ovo analizirati iz perspektive praktične primjene.
1. Fotonaponski sistemi su podložniji udarima groma
Za razliku od konvencionalne unutrašnje električne opreme, većina opreme u fotonaponskom sistemu se instalira na otvorenom tokom dužeg vremenskog perioda.
na primjer:
Fotonaponski moduli
Combiner Box
Sistem za ljuljanje
DC Cables
Inverter
Obično se nalaze na velikom području i blizu najviše tačke zgrade.
Kada udari grom, moćan udarni napon može biti generisan elektromagnetnom indukcijom, čak i ako ne udari direktno u fotonaponski sistem.
Ovaj prolazni prenapon se brzo širi duž kola i ozbiljno utiče na sistemsku opremu.
Stoga je fotonaponski sistem tipičan scenario primjene sa visokim rizikom od udara groma.
2. Zaštita osnovne opreme kao što su pretvarači
Invertori su često jedan od najvrednijih i najkritičnijih uređaja u cijelom fotonaponskom sistemu.
Njegova glavna funkcija je pretvaranje istosmjerne struje (DC koju generiše PV sklop u naizmjeničnu struju i povezivanje na električnu mrežu.
Međutim, inverter uključuje veliki broj sofisticiranih elektronskih komponenti.
na primjer:
IGBT moduli
Upravljački krug
Komunikacijski modul
Sistem za nadzor
Ove elektronske komponente su vrlo osjetljive na prenapon.
Jednom kada je pogođen porastom, može dovesti do:
Isključivanje sistema
Prekid komunikacije
Gubitak snage
Oštećenje opreme
Instaliranje štitnika od prenapona može efikasno smanjiti udarne prelazne prenapone na inverter.
3. Spriječite oštećenje PV modula i kombinatorskih kutija
Mnogi ljudi misle da udari groma utiču samo na inverter.
U stvari, PV komponente i kombinovane kutije su takođe u opasnosti. Konkretno, u velikim-projektima zemaljske električne energije:
Veliko područje fotonaponskih polja;
Dužina kabla
Visok rizik od izazivanja udara groma
Kako se talas kreće duž istosmjerne linije, može dovesti do:
Degradirane performanse modula
kombinatorske kutije
Terminali za spaljivanje
Zaštita od prenapona sa strane istosmjerne struje može brzo osloboditi energiju prije nego prenapon uđe u uređaj, smanjujući rizik od oštećenja.
4.Smanjite zastoje u sistemu i gubitke u proizvodnji energije
Za komercijalne i industrijske fotonaponske projekte, zastoj sistema znači direktan ekonomski gubitak.
na primjer:
Smanjen prihod od proizvodnje električne energije
Poremećaj proizvodnje
Povećani troškovi održavanja
Ako je kritična oprema oštećena zbog prenapona, popravak i zamjena često traje dugo.
Kada dođe do prenapona, SPD brzo reaguje kako bi ograničio prenapon na siguran raspon.
Ovo pomaže da se poboljša kontinuitet sistema i smanji rizik od neočekivanih zastoja.
5. Fotonaponski sistemi su u opasnosti iu AC i DC
U poređenju sa običnim elektroenergetskim sistemom, fotonaponski sistem je jedinstveniji po strukturi.
Uključuje:
DC Side
Uključuje:
Fotonaponski moduli
Photovoltaic Stings
Combiner Box
Inverter Input
Communicating Side
Uključuje:
Inverter Output
Razvodni ormani
Povezani sistem proizvodnje mreže
Oluja sa grmljavinom može ući u sistem i sa DC i AC strane.
Stoga, kompletno rješenje fotonaponske zaštite od groma obično zahtijeva:
DC SPD
AC SPD
Dvostruka zaštita.
Ovo stvara čitav sistem zaštite.
6. Usklađenost sa industrijskim i inženjerskim specifikacijama
Sa sve većom regulativom fotonaponske industrije, sve više zemalja i regiona zahtijevaju da projekti budu opremljeni mjerama zaštite od prenapona.
posebno:
Komercijalni i industrijski fotonaponski projekti
Velike zemaljske{0}}elektrane
Fotonaponski sistemi u javnim zgradama
U fazi projektovanja obično je potrebno razmotriti:
Procjena rizika od udara groma
SPD konfiguraciona šema
Projektovanje sistema uzemljenja
Standardni zahtjevi ne samo da pomažu u poboljšanju sigurnosti sistema, već i poboljšavaju stopu prihvatanja projekta.
7. Zaštita sistema za nadzor i komunikacije
Moderna fotonaponska postrojenja ne oslanjaju se samo na rad opreme za proizvodnju energije, već zahtijevaju i veliki broj inteligentne opreme za nadzor.
na primjer:
Uređaji za prikupljanje podataka
Sistemi monitoringa životne sredine
Komunikacijski modul
Platforme za daljinsko praćenje
Ovi uređaji obično koriste niskonaponsku{0}}elektroniku.
Oni su osjetljiviji na prenapone od električne opreme.
Stoga zaštita od prenapona ne samo da štiti sam sistem za proizvodnju električne energije, već štiti i stabilan rad cijele mreže za praćenje.
8. Poboljšanje ukupnog povrata ulaganja u sistem
Sa tačke gledišta ulaganja u projekat, troškovi zaštitnika od prenapona obično su mali deo ukupne investicije u fotonaponske sisteme.
Međutim, vrijednost koju oni donose je ogromna.
Uključuje:
Smanjite rizik od oštećenja opreme
Niži troškovi održavanja
Povećajte dostupnost sistema
Produženje životnog vijeka opreme
Poboljšanje stabilnosti prihoda od proizvodnje električne energije
Razumna SPD konfiguracija je isplativa-investicija za fotonaponska postrojenja sa projektnim vijekom od više od 20 godina.
Zašto sve više fotonaponskih projekata stavlja naglasak na SPD konfiguracije?
Sa sve većim nivoom inteligencije pretvarača i širenjem obima fotonaponskih elektrana, povećavaju se i vrijednost opreme i složenost sistema.
U slučaju oštećenja od prenapona, to neće uzrokovati samo jedan kvar na opremi, već će utjecati i na rad cijelog postrojenja.
Kao rezultat toga, sve više projekata uključuje zaštitu od prenapona u svoj cjelokupni dizajn od najranijih faza izgradnje.
Uštede prenapona (SPD) postale su jednako važne za moderne fotonaponske sisteme kao i prekidači i osigurači.
zaključak:
PV sistemi rade na otvorenom dugo vremena i suočavaju se s rizicima kao što su udari groma, fluktuacije mreže i inducirani prenaponi. Instaliranje štitnika od prenapona ne samo da štiti pretvarače, PV komponente i opremu za nadzor od oštećenja od prenapona, već i smanjuje vrijeme zastoja, smanjuje troškove održavanja i poboljšava-dugoročnu pouzdanost sistema za proizvodnju energije. Ispravno konfigurisanje zaštitnih prenapona na strani naizmjenične struje postalo je kritičan korak za vlasnike koji žele osigurati siguran rad i povrat ulaganja za PV projekte.
Često postavljana pitanja Da li fotonaponskom sistemu trebaju štitnici od prenapona?
Za većinu PV projekata preporučuje se ugradnja uređaja za pražnjenje posebne namjene, posebno u vanjskim sistemima i područjima s visokom aktivnošću groma.
Koliko SPD-ova je potrebno za fotonaponski sistem?
Zaštitnike od prenapona obično je potrebno instalirati i na DC i AC strani kako bi se formirao kompletan zaštitni sistem.
Mogu li štitnici od prenapona spriječiti direktne udare groma?
SPD (Sustaining Voltage Detectors) se uglavnom koristi za ograničavanje prenapona uzrokovanog udarima groma. Direktna zaštita od groma također zahtijeva upotrebu gromobrana i sistema uzemljenja.
Zašto su fotonaponski pretvarači osjetljivi na velike valove?
Invertori sadrže brojne elektronske komponente koje su vrlo osjetljive na prolazne prenapone i stoga zahtijevaju centraliziranu zaštitu.
Može li SPD nastaviti štititi opremu nakon kvara?
Ne. Sistem treba zamijeniti odmah nakon isteka ili kvara. U suprotnom, sistem će izgubiti svoju efektivnu sposobnost zaštite od prenapona.