1.Ukryte zagrożenia stojące za rozkwitającym przemysłem fotowoltaicznym

W ostatnich latach globalny rynek fotowoltaiki rozwijał się w niesamowitym tempie, niczym rakieta. Wciąż pamiętam, jak pięć lat temu, kiedy byłem na targach energii słonecznej w Niemczech, moc popularnych modułów wynosiła około 300 W. Teraz nierzadko można zobaczyć moduły bifacjalne o mocy ponad 600 W. Jednak w obliczu tego boomu instalacyjnego często pomija się kluczową kwestię – ochronę systemu.

W zeszłym roku nasza firma prowadziła sprawę z Turcji: naziemną elektrownię o mocy 5 MW. Trzy miesiące po podłączeniu do sieci, cztery falowniki uległy spaleniu z rzędu. Podczas dochodzenia na miejscu ustalono, że właściciel zaoszczędził, rezygnując z zabezpieczeń przeciwprzepięciowych po stronie prądu stałego. Ostateczna strata wyniosła ponad 200 000 dolarów, co wystarczyło na zakup setek wysokiej klasy ograniczników przepięć (SPD). Takie sytuacje nie są rzadkością w branży.

2.„Zabójcy napięcia”, z którymi mierzą się systemy fotowoltaiczne

2.1Uderzenie pioruna: najgroźniejsze zagrożenie

Natknąłem się na projekt uzupełniający energię promieniowania rybnego w Hajnanie. W okolicy przez ponad 90 dni w roku występują burze. Kierownik ds. eksploatacji poinformował mnie, że przed zainstalowaniem SPD, w sezonie burzowym, co roku byli na krawędzi napięcia. Najpoważniejszym zdarzeniem było wywołanie wyładowania atmosferycznego, które spowodowało zbiorowy strajk wszystkich falowników szeregowych w całym systemie.

Co ciekawe, wiele osób uważa, że ​​niebezpieczne są tylko bezpośrednie uderzenia pioruna. W rzeczywistości nasze dane detekcyjne pokazują, że uderzenia pioruna w promieniu 3 kilometrów mogą generować przepięcie indukowane na tyle silne, że może uszkodzić sprzęt. W pewnym brazylijskim projekcie, punkt uderzenia pioruna znajdował się na sąsiedniej farmie, co spowodowało awarię wszystkich modułów monitorujących systemu fotowoltaicznego.

2.2Fluktuacja siatki: niewidzialny zabójca

Kiedy w zeszłym roku uczestniczyliśmy w uruchomieniu projektu na dachu w Wietnamie, zanotowaliśmy zdumiewające dane: wahania napięcia w lokalnej sieci energetycznej w okresach szczytowego poboru prądu często przekraczały 15%. Te ciągłe zniekształcenia napięcia są bardziej szkodliwe dla żywotności urządzeń niż chwilowe przepięcia.

Bardziej kłopotliwym problemem jest prąd udarowy generowany przez sam system fotowoltaiczny. Pamiętajmy, że podczas testowania falownika pewnej marki, skok napięcia, jaki generował on podczas wyłączania, był w rzeczywistości czterokrotnie wyższy niż napięcie znamionowe! Tego rodzaju prąd udarowy „samogenerujący się i zużywany” to coś, czego wielu właścicieli nieruchomości po prostu nie zauważa.

3.W jaki sposób SPD chroni instalację fotowoltaiczną?

3.1Ochrona wielowarstwowa: Załóż „kamizelkę kuloodporną” dla systemu

Dobry system ochrony powinien być jak cebula z wieloma warstwami obrony. Zazwyczaj zalecamy klientom wdrożeniestrategia ochrony trójpoziomowej:

Poziom tablicy:W celu ochrony przed większością wyładowań atmosferycznych należy zainstalować ogranicznik przepięć typu 2 w skrzynce rozdzielczej.

Poziom falownika: Zastosuj dedykowany fotowoltaiczny ogranicznik przepięć (SPD) po stronie wejściowej DC. Zwróć szczególną uwagę na dobór napięcia Uc.

Punkt przyłączenia do sieci:Zainstaluj SPD dostosowane do charakterystyki lokalnej sieci po stronie prądu przemiennego.

3.2Nieporozumienie dotyczące wyboru: im wyższy parametr, tym lepiej

Często obserwuje się, że klienci ślepo dążą do wysokich wartości Imax. W rzeczywistości, dla większości projektów rozproszonych, wystarczająca jest wydajność rozładowania 20 kA. Klucz leży w:

- Możliwość dopasowania napięcia (Uc ≥ 1,2 × maksymalne napięcie systemu)

- Poziom napięcia resztkowego (jest to kluczowe, gdyż decyduje o tym, czy sprzęt może być faktycznie chroniony)

- Funkcja sygnalizacji degradacji (jest niezwykle ważna, ponieważ może zapobiec „zombie SPD”)

Australijski klient nalegał na zainstalowanie SPD o prądzie znamionowym 40 kA. Jednak z powodu wyboru zbyt niskiego napięcia Uc, SPD przedwcześnie się zestarzał, gdy system był pod niewielkim obciążeniem.

3.3Nie pozwól, aby niedobory zabezpieczeń obniżyły zwroty z inwestycji

Widziałem zbyt wielu skrupulatnych właścicieli domów, którzy są gotowi wydać mnóstwo pieniędzy na najwyższej klasy komponenty, ale jednocześnie są nadmiernie ostrożni w kwestii ochrony systemu. W rzeczywistości dobrze zaprojektowane rozwiązanie SPD (ochronnika przeciwprzepięciowego) zazwyczaj stanowi zaledwie 0,3% do 0,5% całkowitego kosztu projektu, a mimo to może zapobiec ponad 80% awarii elektrycznych.

Sugeruje się, aby każdy wziął pod uwagę następujące kwestie na etapie projektowania:

- Lokalne dane dotyczące dni burzowych (można je łatwo uzyskać w biurze meteorologicznym)

- Raporty jakości siatki

- Normy tolerancji przepięć ustalone przez producentów sprzętu

Wniosek

Aby system fotowoltaiczny działał stabilnie przez 25 lat, potrzebuje niezawodnej ochrony przeciwprzepięciowej. To jak praca na wysokości bez zapiętych pasów bezpieczeństwa – może uda Ci się zachować bezpieczeństwo za pierwszym razem, ale setny raz może Cię drogo kosztować.