1.Paslėpti pavojai, slypintys už klestinčios fotovoltinės pramonės

Pastaraisiais metais pasaulinė fotovoltinių elementų rinka augo stulbinančiu greičiu, panašiai kaip raketa. Vis dar pamenu, kai prieš penkerius metus dalyvavau saulės energijos parodoje Vokietijoje, pagrindinių modulių galia buvo apie 300 W. Dabar nėra neįprasta pamatyti 600 W ir daugiau galios dvifazius modulius. Tačiau šio diegimo bumo metu dažnai pamirštamas esminis klausimas – sistemos apsauga.

Praėjusiais metais mūsų įmonė nagrinėjo atvejį iš Turkijos: 5 MW antžeminė elektrinė. Praėjus trims mėnesiams po prijungimo prie tinklo, iš eilės sudegė keturi keitikliai. Atliekant tyrimą vietoje, nustatyta, kad savininkas sutaupė lėšų, neįrengdamas viršįtampių apsaugos įtaisų nuolatinės srovės pusėje. Galutiniai nuostoliai siekė net daugiau nei 200 000 JAV dolerių, o to pakako šimtams aukštos klasės viršįtampių keitiklių įsigyti. Tokios pamokos pramonėje nėra neįprastos.

2.„Įtampos žudikai“, su kuriais susiduria fotovoltinės sistemos

2.1Žaibo smūgis: pavojingiausia grėsmė

Aptikau žuvininkystės ir spinduliuotės energijos papildymo projektą Hainane. Šioje vietovėje per metus būna daugiau nei 90 dienų su perkūnijomis. Jų eksploatavimo vadovas mane informavo, kad prieš įrengiant SPD, jie kasmet per perkūnijų sezoną visada būdavo įsitempę. Rimčiausias incidentas buvo tas, kad sukeltas žaibo smūgis privertė visus viso masyvo styginių tipo keitiklius „suveikti“ kartu.

Įdomu tai, kad daugelis žmonių mano, jog pavojingi yra tik tiesioginiai žaibo smūgiai. Iš tiesų, mūsų aptikimo duomenys rodo, kad žaibo smūgiai 3 kilometrų spinduliu gali sukelti pakankamai stiprų indukuotą viršįtampių smūgį, kad sugadintų įrangą. Kadaise Brazilijoje buvo projektas, kuriame žaibo smūgio taškas buvo kaimyniniame ūkyje, tačiau jis sukėlė visų fotovoltinės sistemos stebėjimo modulių gedimą.

2.2Tinklelio svyravimas: nematomas žudikas

Praėjusiais metais, kai dalyvavome stogo įrengimo projekto Vietname paleidime, užfiksavome stulbinančius duomenis: vietinio elektros tinklo įtampos svyravimai piko elektros energijos suvartojimo metu dažnai viršijo 15 %. Šis nuolatinis įtampos iškraipymas įrangos tarnavimo laikui kenkia labiau nei momentiniai įtampos šuoliai.

Dar sudėtingesnė problema yra pačios fotovoltinės sistemos generuojamas viršįtampis. Atminkite, kad kartą bandant tam tikros markės keitiklį, išjungimo metu jo sukurtas įtampos šuolis iš tikrųjų buvo keturis kartus didesnis už vardinę įtampą! Tokio „savaime generuojamo ir suvartojamo“ viršįtampio daugelis namų savininkų tiesiog nepastebi.

3.Kaip SPD apsaugo fotovoltinę sistemą?

3.1Daugiasluoksnė apsauga: apsivilkite „neperšaunamą liemenę“ sistemai

Gera apsaugos sistema turėtų būti kaip svogūnas su keliais gynybos sluoksniais. Paprastai klientams rekomenduojame naudotitrijų lygių apsaugos strategija:

Masyvo lygis:Įrenkite 2 tipo SPD jungimo dėžutėje, kad apsaugotumėte nuo daugumos indukuotų žaibų.

Inverterio lygis: DC įvesties pusėje naudokite specialų fotovoltinį SPD. Atkreipkite ypatingą dėmesį į Uc įtampos pasirinkimą.

Tinklo prijungimo taškas:Kintamosios srovės pusėje įrenkite prie vietinio tinklo charakteristikų pritaikytą SPD.

3.2Pasirinkimo nesusipratimas: kuo didesnis parametras, tuo geriau

Dažnai pastebima, kad klientai aklai siekia didelių Imax verčių. Iš tiesų, daugumai paskirstytų projektų pakanka 20 kA iškrovos pajėgumo. Svarbiausia yra tai, kad:

- Įtampos atitikimo galimybė (Uc ≥ 1,2 × maksimali sistemos įtampa)

- Liekamosios įtampos lygis (tai labai svarbu, nes nuo to priklauso, ar įrangą tikrai galima apsaugoti)

- Degradacijos indikacijos funkcija (tai labai svarbu, nes gali užkirsti kelią „zombių SPD“)

Australijos klientas primygtinai reikalavo įrengti 40 kA srovės ribojimo įtaisą (BPD). Tačiau dėl per žemos Uc įtampos pasirinkimo BPD per anksti paseno, kai sistema buvo veikiama nedidelės apkrovos.

3.3Neleiskite, kad apsaugos trūkumai mažintų investicijų grąžą

Esu matęs per daug kruopščių namų savininkų, kurie nori išleisti daug pinigų aukščiausios klasės komponentams, bet pernelyg atsargiai žiūri į sistemos apsaugą. Tiesą sakant, gerai suprojektuotas viršįtampių apsaugos įtaisas (BPĮ) paprastai sudaro tik 0,3–0,5 % visų projekto išlaidų, tačiau jis gali padėti išvengti daugiau nei 80 % elektros gedimų.

Projektavimo etape rekomenduojama visiems atsižvelgti į šiuos dalykus:

- Vietiniai duomenys apie perkūnijų dienas (kuriuos galima lengvai gauti iš meteorologijos biuro)

- Tinklo kokybės ataskaitos

- Įrangos gamintojų nustatyti viršįtampių tolerancijos standartai

Išvada

Kad fotovoltinė sistema stabiliai veiktų 25 metus, jai reikalinga patikima apsauga nuo viršįtampių. Tai tas pats, kas dirbti aukštyje be saugos diržo – galbūt pavyks išlikti saugiems pirmus 99 kartus, bet 100-asis kartas gali brangiai kainuoti.