Зі швидким розвитком глобальної нової енергетичної індустрії фотоелектричні (PV) стали широко використовуваним рішенням для чистої енергії на підприємствах, промислових парках, комерційних будівлях і житлових будинках. Однак, у порівнянні з традиційними розподільними системами, фотоелектричні системи часто встановлюються на дахах будинків, на відкритих просторах або на великих фотоелектричних електростанціях, піддаючи їх тривалому впливу природного середовища, що робить їх більш уразливими до ударів блискавки та стрибків у мережі.
Як виробник пристроїв захисту від перенапруг (SPD), ми виявили, що багато збоїв фотоелектричних систем виникають не через самі модулі, а через перехідні перенапруги, які пошкоджують інвертори, пристрої моніторингу або системи зв’язку. Таким чином, у сучасних фотоелектричних проектах захист від перенапруг більше не є необов’язковим, а важливим компонентом забезпечення безпечної роботи системи.
То чому фотоелектричні системи повинні мати захист від перенапруг? Ця стаття проаналізує це з точки зору практичного застосування.
1. Фотоелектричні системи більш чутливі до ударів блискавки
На відміну від звичайного внутрішнього електрообладнання, більшість обладнання фотоелектричної системи встановлюється на відкритому повітрі протягом тривалого часу.
Наприклад:
Фотоелектричні модулі
Коробка комбінатора
Система гойдання
Кабелі постійного струму
Інвертор
Зазвичай вони розташовуються на великій площі і поблизу найвищої точки будівлі.
Під час удару блискавки за допомогою електромагнітної індукції може виникнути потужний стрибок напруги, навіть якщо він не потрапляє безпосередньо на фотоелектричну систему.
Ця перехідна перенапруга швидко поширюється по ланцюгу і серйозно впливає на обладнання системи.
Тому фотоелектрична система є типовим сценарієм застосування з високим ризиком блискавки.
2. Захист основного обладнання, такого як інвертори
Інвертори часто є одними з найцінніших і найважливіших пристроїв у всій фотоелектричній системі.
Його основною функцією є перетворення постійного струму (постійного струму, який створює фотоелектрична установка, у змінний струм і підключення його до електромережі.
Однак інвертор містить велику кількість складних електронних компонентів.
Наприклад:
Модулі IGBT
Схема керування
Модуль зв'язку
Система моніторингу
Ці електронні компоненти дуже чутливі до перенапруги.
Під впливом сплеску це може призвести до:
Вимкнення системи
Переривання зв'язку
Втрата потужності
Пошкодження обладнання
Встановлення пристроїв захисту від перенапруг може ефективно зменшити вплив перехідних перенапруг на інвертор.
3. Запобігайте пошкодженню фотоелектричних модулів і об'єднувальних коробок
Багато людей вважають, що удари блискавки впливають лише на інвертор.
Насправді фотоелектричні компоненти та об’єднувальні блоки також знаходяться під загрозою. Зокрема, у велико-масштабних наземних енергетичних проектах:
Велика площа фотоелектричного масиву;
Довжина кабелю
Високий ризик спровокувати удари блискавки
Коли стрибок поширюється вздовж лінії постійного струму, це може призвести до:
Знижена продуктивність модуля
коробки комбайна
Термінали спалювання
Бічні пристрої захисту від перенапруг постійного струму можуть швидко вивільнити енергію до того, як стрибок напруги потрапить у пристрій, зменшуючи ризик пошкодження.
4. Зменшити час простою системи та втрати електроенергії
Для комерційних і промислових фотоелектричних проектів простой системи означає прямі економічні втрати.
Наприклад:
Зменшення доходів від виробництва електроенергії
Порушення виробництва
Збільшення витрат на технічне обслуговування
Якщо важливе обладнання пошкоджується через стрибок напруги, ремонт і заміна часто займають багато часу.
Коли виникає стрибок напруги, SPD швидко реагує, щоб обмежити перенапругу до безпечного діапазону.
Це допомагає покращити безперервність роботи системи та зменшити ризик неочікуваних простоїв.
5. Фотоелектричні системи піддаються ризику як при змінному, так і при постійному струмі
У порівнянні зі звичайною енергосистемою, фотоелектрична система більш унікальна за структурою.
Він включає:
Сторона DC
Включає:
Фотоелектричні модулі
Фотоелектричні струни
Коробка комбінатора
Інверторний вхід
Сторона спілкування
Включає:
Вихід інвертора
Розподільні шафи
Система генерації підключеної мережі
Грози можуть входити в систему як з боку постійного, так і з боку змінного струму.
Таким чином, повне рішення фотоелектричного блискавкозахисту зазвичай вимагає:
DC SPD
AC SPD
Подвійний захист.
Так створюється ціла система захисту.
6. Відповідність галузевим і технічним вимогам
Зі збільшенням регулювання фотоелектричної промисловості все більше країн і регіонів вимагають, щоб проекти були оснащені засобами захисту від перенапруги.
зокрема:
Комерційні та промислові фотоелектричні проекти
Великі наземні електростанції-
Фотоелектричні системи в громадських будівлях
На етапі проектування зазвичай необхідно враховувати:
Оцінка ризику блискавки
Схема конфігурації SPD
Проектування системи заземлення
Стандартні вимоги не тільки допомагають підвищити безпеку системи, але й підвищити рівень прийнятності проекту.
7. Захист систем спостереження та зв'язку
Сучасні фотоелектричні станції не тільки покладаються на роботу обладнання для виробництва електроенергії, але також потребують великої кількості інтелектуального моніторингового обладнання.
Наприклад:
Пристрої збору даних
Системи екологічного моніторингу
Модуль зв'язку
Платформи віддаленого моніторингу
У цих пристроях зазвичай використовується електроніка низької-напруги.
Вони більш вразливі до стрибків напруги, ніж електрообладнання.
Таким чином, захист від стрибків напруги захищає не тільки саму систему виробництва електроенергії, але й забезпечує стабільну роботу всієї мережі моніторингу.
8. Підвищення загальної окупності інвестицій системи
З точки зору інвестицій у проект, вартість пристроїв захисту від перенапруг зазвичай становить невелику частку від загальних інвестицій у фотоелектричні системи.
Однак цінність, яку вони приносять, величезна.
Включає:
Знизити ризик пошкодження обладнання
Менші витрати на обслуговування
Підвищення доступності системи
Подовження терміну служби обладнання
Підвищення стабільності доходів від виробництва електроенергії
Розумна конфігурація SPD – це-рентабельна інвестиція для фотоелектричних установок із розрахунковим терміном служби понад 20 років.
Чому все більше фотоелектричних проектів наголошують на конфігураціях SPD?
З підвищенням рівня інтелекту інвертора та розширенням масштабу фотоелектричних станцій цінність обладнання та складність системи також зростають.
У разі пошкодження від стрибків напруги це призведе не лише до поломки окремого обладнання, а й вплине на роботу всієї установки.
У результаті все більше і більше проектів включають захист від перенапруги в загальну конструкцію з самих ранніх етапів будівництва.
Блоки захисту від перенапруг (SPD) стали такими ж важливими для сучасних фотоелектричних систем, як автоматичні вимикачі та запобіжники.
Висновок:
Фотоелектричні системи працюють на відкритому повітрі протягом тривалого часу та стикаються з такими ризиками, як удари блискавки, коливання мережі та індукована перенапруга. Встановлення пристроїв захисту від перенапруги не лише захищає інвертори, фотоелектричні компоненти та обладнання для моніторингу від пошкоджень від перенапруги, але також зменшує час простою, зменшує витрати на технічне обслуговування та покращує -довгострокову надійність систем виробництва електроенергії. Правильне налаштування бічних пристроїв захисту від перенапруг змінного струму стало критично важливим кроком для власників, які хочуть забезпечити безпечну роботу та окупність інвестицій для фотоелектричних проектів.
Поширені запитання Чи потрібні фотоелектричні системи захисту від перенапруг?
Для більшості фотоелектричних проектів рекомендується встановлювати розрядні пристрої спеціального призначення, особливо у зовнішніх системах і в місцях з високою грозовою активністю.
Скільки SPD потрібно для фотоелектричної системи?
Захисники від перенапруг зазвичай потрібно встановлювати як на стороні постійного, так і на змінному струмі, щоб сформувати повну систему захисту.
Чи можуть пристрої захисту від перенапруг запобігти прямим ударам блискавки?
SPD (Sustaining Voltage Detectors) в основному використовується для обмеження стрибків напруги, викликаних ударами блискавки. Прямий блискавкозахист також вимагає використання блискавковідводів і систем заземлення.
Чому фотоелектричні інвертори чутливі до великих хвиль?
Інвертори містять численні електронні компоненти, які дуже чутливі до перехідних перенапруг і тому потребують централізованого захисту.
Чи може SPD продовжувати захищати обладнання після відмови?
Ні. Систему слід замінити негайно після закінчення терміну придатності або несправності. Інакше система втратить ефективний захист від перенапруги.