حفاظت از صاعقه در سطح سیستم فتوولتائیک: چرا SPD ضروری است

هرگز روزی را فراموش نمی‌کنم که یک صاعقه، شش ماه حاشیه سود یک سایت ۵ مگاواتی در آریزونا را از بین برد. یک صاعقه ۴۲ اینورتر را نابود کرد و پاداش سه‌ماهه چهارم ما را نیز با خود برد. آن رویداد، نحوه طراحی هر سایت را برای من تغییر داد.

دستگاه‌های محافظ سرج (SPD) تنها راه مقرون به صرفه برای جلوگیری از عبور انرژی صاعقه از رشته‌های DC و جعبه‌های ترکیبی AC هستند.حالا آنها را در دو سر هر مسیر کابل‌کشی نصب می‌کنم. از آن زمان، خسارت‌های بیمه من به صفر رسیده است.

اگر بیش از ۵۰۰ کیلووات انرژی خورشیدی مدیریت می‌کنید، به خواندن ادامه دهید. من به شما نشان خواهم داد که چگونه SPDها را انتخاب، نصب و خریداری می‌کنم تا از وقوع اعتصاب جلوگیری شود.

 اس پی دی یک دستگاه مستقل نیست سیستم‌های فتوولتائیک سبک وزن (LPS)

من قبلاً با SPDها مثل فیوزهای فانتزی رفتار می‌کردم - آنها را جا می‌زدم، پیچ‌ها را محکم می‌کردم و کار تمام بود. این وضعیت بعد از اینکه یک ضربه مستقیم از سه SPD «ایزوله» عبور کرد و همچنان کامپیوتر مانیتورینگ من را سوزاند، تمام شد. آن شکست برای همیشه طرز فکر مرا تغییر داد.

یک SPD تنها یکی از اجزای یک سیستم کامل است. سیستم حفاظت در برابر صاعقه (LPS).این سیستم باید با اتصال، شیلد و اتصال به زمین کار کند تا کل سازه در طول موج‌های ناگهانی برق، بالا و پایین برود. این یک تئوری نیست - این واقعیت میدانی است.

چرا تفکر «Solo SPD» شکست می‌خورد؟

لایتنینگ به برگه‌های اطلاعات فنی اهمیتی نمی‌دهد - مسیرهای امپدانس را دنبال می‌کند. وقتی یک SPD با ولتاژ ۱۰۰۰ ولت را در یک محفظه پلاستیکی بدون صفحه پشتی فلزی نصب کردم، ضربه به سادگی به نزدیکترین پیچ قوس داد و راه خود را به MLPE من پیدا کرد. SPD به درستی واکنش نشان داد، اما سیستمبه دلیل شناور بودن محفظه با ولتاژ ۴۰ کیلوولت به مدت ۳ میکروثانیه، از کار افتاد.

این چیزی است که من اکنون برای هر پروژه بر آن اصرار دارم:

۱. محفظه فلزی به همان میله اتصال زمین اینورتر متصل شده است.

۲. طول کابل‌های کمتر از ۰.۵ متر روی خط و زمین.

۳. یک حلقه مسی لخت ۶ AWG که هر فریم ماژول را به هم متصل می‌کند.

این مراحل کمتر از ۱۲ دلار برای هر رشته هزینه دارند—اما تعداد دفعات فراخوانی سایت من را تا ۸۰٪ کاهش دادند.

زنجیره چهار قسمتی که هر بازرسی می‌خواهد ببیند

قبل از اینکه شرکت برق، اتصال را ببندد، چهار مورد را بررسی می‌کنم:

۱. ترمینال هوایی بالای بالاترین ردیاب.

۲. هادی نزولی متصل به شبکه زمین ۵ اهم.

۳. همبندی هم پتانسیل هر جزء فلزی.

۴. SPDها روی خطوط DC، AC و سیگنال - هر کدام با قطع‌کننده حرارتی و IP66.

اگر یک لینک را از دست بدهید، برچسب قرمز می‌گیرید. حالا از هر مرحله عکس می‌گیرم و آن را به پوشه عملیات و نگهداری الصاق می‌کنم. بانک‌ها عاشق این مستندات هستند - و شرایط پرداخت من از ۶۰ روز به ۲۱ روز کاهش یافت.

چگونه SPD مناسب را برای نصب PV خود انتخاب کنید

ژوئن گذشته، یک تأمین‌کننده مرا به سمت واحدهای ۶۰۰ ولتی «ارزان و جذاب» برای یک رشته ۱۰۰۰ ولتی سوق داد. دو هفته بعد، یک اعتصاب در همان نزدیکی باعث سوختن MOVها شد - و گارانتی اینورتر باطل شد. من ضرر را پذیرفتم و این چک لیست را تهیه کردم تا دیگر هرگز چنین اتفاقی نیفتد.

من سه مقدار را برای هر سایت در نظر می‌گیرم: حداکثر ولتاژ DC، جریان اتصال کوتاه و سطح قرار گرفتن در معرض صاعقه.سپس یک SPD با Uc حداقل 20٪ بالاتر از Voc و Iimp 12.5 kA (10/350 µs) یا بالاتر انتخاب می‌کنم.

ولتاژ نامی: قانون ۱۲۰۰ ولت

من ولتاژ عملیاتی (Voc) را در سردترین صبح سال اندازه‌گیری می‌کنم و 20٪ به آن اضافه می‌کنم. در دنور نتیجه 1080 ولت بود، بنابراین من به یک SPD با 1200 ولت تغییر دادم. صرفه‌جویی 4 دلاری با انتخاب 1000 ولت ارزشش را ندارد - یک خرابی بیش از 500 SPD هزینه دارد.

رتبه فعلی: چرا 6.25 کیلو آمپر برای مزارع بزرگ کافی نیست

NEC 690 فقط به 6.25 کیلوآمپر (8/20 میکروثانیه) نیاز دارد، اما مزارع بزرگ فتوولتائیک با حوادث چند ضربه‌ای مواجه می‌شوند. من Iimp را با استفاده از این جدول مقیاس‌بندی می‌کنم:

دو برابر کردن رتبه‌بندی حدود ۹ دلار به ازای هر واحد اضافه می‌کند - اما شرکت بیمه من حق بیمه را ۱۵٪ کاهش داد. آن تخفیف واحد، هزینه SPD را در یک سایت ۶ مگاواتی پوشش داد.

قطع اتصال حرارتی و سیگنالینگ از راه دور

من یک بار یک ریسمان ۷۵ کیلوواتی را از دست دادم چون یک MOV بیش از حد گرم شد و آتش گرفت. حالا فقط SPD هایی با قطع کننده حرارتی به همراه یک آلارم تماس خشک می‌خرم. آن را به SCADA سیم‌کشی می‌کنم تا تیم قبل از اینکه بوی پلاستیک سوخته به همسایه‌ها برسد، هشدار دریافت کند.

نقاط کلیدی نصب SPD برای یک سیستم فتوولتائیک قابل اعتماد

من یک بار تماشا کردم که یک خدمه SPD ها را روی آن نصب کردند درباز یک کابینت اینورتر. سیم‌های ۱ متری مانند آنتن عمل می‌کردند و ضربه همچنان به باس DC وارد می‌شد. در نهایت، من با هزینه خودم سایت را دوباره سیم‌کشی کردم - و این قوانین را برای جلوگیری از تکرار نوشتم.

سیم‌ها را زیر ۰.۵ متر نگه دارید، سیم‌ها را به هم تاب دهید و جفت‌های زمین ایجاد کنید و SPDها را روی همان صفحه فلزی اینورتر نصب کنید.این امر ولتاژ عبوری را زیر ۶۰۰ ولت نگه می‌دارد - که برای نیمه‌هادی‌های ۱۲۰۰ ولتی ایمن است.

مکان، مکان، مکان

من SPD های DC را داخل جعبه کمباین قرار می‌دهم، نه روی اینورتر. این کار طول سیم را به ۲۵ سانتی‌متر کاهش می‌دهد. در سمت AC، SPD را در پنل قطع بار درست بعد از بریکر اصلی نصب می‌کنم - که هم از اینورتر و هم از کنتور برق محافظت می‌کند.

هندسه اتصال زمین که واقعاً کار می‌کند

ترمینال زمین SPD را به همان میله مسی شاسی اینورتر وصل کنید. از سیم ۱۶ میلی‌متری که تا ۲۰ نیوتن متر گشتاور داده شده استفاده کنید، سپس سیم مسی بدون روکش ۵۰ میلی‌متری را مستقیماً به میله زمین وصل کنید. مقاومت SPD نسبت به زمین باید کمتر از ۰.۱ اهم باشد.

من از مقدار میکرو اهم متر عکس می‌گیرم - این کار بحث و جدل با مهندسان سخت‌گیر را از بین می‌برد.

آب‌بندی در برابر آب و هوا و محافظت در برابر اشعه ماوراء بنفش

در هند در دمای ۴۵ درجه سانتیگراد، یک دستگاه SPD با درجه حفاظت IP20 در عرض شش ماه زرد و ترک خورد. من اکنون محفظه‌های IP66 و گلندهای مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش را توصیه می‌کنم. ۳ دلار اضافی برای هر دستگاه، ارزان‌تر از هزینه ارسال با هلیکوپتر به یک منطقه بیابانی است.

کل زمان نصب برای هر رشته کمتر از شش دقیقه است، بنابراین هزینه دستمزد زیر ۴ دلار باقی می‌ماند. این باعث می‌شود پیشنهاد EPC من بالا و مدیر پروژه من راضی باشد.

انواع و رتبه‌بندی‌های SPD پیشنهادی برای سیستم‌های PV

من یک برگه تقلب کوچک داخل کمدم چسبانده‌ام. این کار مانع از این می‌شود که وقتی نماینده فروش یک بروشور براق را نشان می‌دهد، بیش از حد فکر کنم.

برای رشته‌های PV ≤ ۱۵۰۰ ولت، نوع ۱+۲، ۱۲۰۰ ولت Uc، ۵۰ کیلوآمپر Iimp، IP66، با قطع‌کننده حرارتی را مشخص می‌کنم.
برای برق متناوب ۴۸۰ ولت، من از ۶۰۰ ولت یو سی با ۱۰۰ کیلوآمپر آی مکس استفاده می‌کنم زیرا تغذیه‌ی یوتیلیتی سفت است.

فهرست کوتاه من از مدل‌های اثبات‌شده در میدان

من برای ۹۰٪ کارها از نسخه ۵۰ کیلوآمپر استفاده می‌کنم. اگر محل کار در سواحل فلوریدا باشد، به ۱۰۰ کیلوآمپر ارتقا می‌دهم. زمان تحویل از کارخانه من ۱۲ روز است و هر واحد با گزارش آزمایش و گواهینامه UL 1449 CB ارسال می‌شود. این مدارک بدون هیچ سوال اضافی از گمرک هامبورگ، لس‌آنجلس و بمبئی ترخیص می‌شوند.

شماره قطعات سفارشی برای تولیدکنندگان بزرگ تجهیزات اصلی (OEM)

وقتی یک شرکت EPC آلمانی به یک مدل ۱۵۰۰ ولتی با سیم‌های از پیش سیم‌کشی شده MC4 نیاز داشت، ما آن را در هفت روز ساختیم. یک شماره سریال بارکددار اضافه کردیم تا بتوانند هر واحد را در SAP اسکن کنند. حداقل سفارش (MOQ) فقط ۲۰۰ قطعه بود و اختلاف قیمت ۱.۲۰ دلار بود. آنها ۸۰۰۰ دلار در نیروی کار میدانی صرفه‌جویی کردند، بنابراین کار سفارشی در اولین ارسال هزینه خود را جبران کرد.

از کجا می‌توان SPD های قابل اعتماد برای محافظت از فتوولتائیک خورشیدی خریداری کرد؟

من یک بار از یک تاجر اهل شنژن خرید کردم که قول داده بود «فردا مجوز UL» بگیرد. اما آن گواهی هرگز نیامد و کانتینر من پنج هفته در اوکلند خاک خورد. حالا مستقیماً از کارخانه خرید می‌کنم - و زندگی ساده‌تر شده است.

من SPD ها را مستقیماً از کارخانه Leikexing در ونژو می‌خرم.آنها فایل UL را دارند، آزمایش‌های پیری ۱۰۰٪ انجام می‌دهند و حمل و نقل EXW یا DDP را ارائه می‌دهند. من با هر سفارش ۲۴ ماه گارانتی و ۲٪ کیت یدکی دریافت می‌کنم.

چرا برای سفارش‌های بزرگ از علی‌بابا صرف نظر می‌کنم؟

علی‌بابا برای نمونه‌ها عالی است - نه برای سفارش‌های ۸۰،۰۰۰ دلاری. من به ونژو پرواز می‌کنم، کارخانه ۲۰۰۰ متر مربعی را بررسی می‌کنم، با کنترل کیفیت ملاقات می‌کنم و یک قرارداد اولیه امضا می‌کنم. آن سفر ۹۰۰ دلاری، تأمین قابل اعتماد و قیمت ثابت را برای ۱۸ ماه تضمین می‌کند.

شرایط پرداختی که از هر دو طرف محافظت می‌کند

من با 30٪ پیش‌پرداخت و 70٪ در مقابل بارنامه کار می‌کنم. بعد از سفارش دومم، آنها شرایط را تأیید کردند. برای اعتبار، آنها تا 1 میلیون دلار باز می‌کنند، زمانی که حجم سالانه از 200 هزار دلار عبور کند - با نصف نرخ بهره بانکی من.

گزینه‌های لجستیکی که من استفاده می‌کنم

برای کارهای تگزاس، FCL به هوستون رزرو می‌کنم. برای مشتریان آلمانی، قطار به دویسبورگ را انتخاب می‌کنم و گمرک اتحادیه اروپا را در عرض چند ساعت انجام می‌دهم. در هر صورت، تیم حمل و نقل قبل از رسیدن کانتینر، ردیابی GPS و فرم ورود به گمرک را برای من ارسال می‌کند. من آن داده‌ها را برای مشتری‌ام ارسال می‌کنم و بدون اینکه حتی یک پالت را لمس کنم، مثل یک قهرمان به نظر می‌رسم.

نتیجه‌گیری

منتظر طوفان بعدی نباشید تا بودجه تعمیر و نگهداری شما را تعیین کند.
به ما دسترسی پیدا کنید لیک‌شینگبرای قیمت‌گذاری OEM، ۱ نمونه ۵۰۰ ولتی یا یک پیش‌فاکتور کامل PV SPD.
یک ایمیل می‌تواند ۲۰،۰۰۰ دلار در رویداد رعد و برق بعدی سایت شما صرفه‌جویی کند - بیایید نیروگاه خورشیدی شما را در حال درآمدزایی نگه داریم، نه اینکه بسوزانیم.

سوالات متداول

۱. دستگاه محافظ ولتاژ PV چیست؟

دستگاه محافظ ولتاژ فتوولتائیک (PV Surge Protective Device) از سیستم‌های خورشیدی در برابر اضافه ولتاژهای گذرا ناشی از رعد و برق یا سوئیچینگ محافظت می‌کند.

۲. چرا محافظت در برابر نوسانات برق خورشیدی برای سیستم‌های فتوولتائیک مهم است؟

محافظت در برابر نوسانات برق خورشیدی از خرابی اینورتر، آسیب به رشته DC و اتلاف برق جلوگیری می‌کند و قابلیت اطمینان سیستم را در درازمدت تضمین می‌کند.

۳. آیا برای سیستم خورشیدی به هر دو دستگاه محافظ ولتاژ DC و AC نیاز دارم؟

بله. الف دستگاه محافظ ولتاژ DC برای سیستم خورشیدی از سمت آرایه PV محافظت می‌کند، در حالی که یک دستگاه محافظ ولتاژ AC برای سیستم خورشیدی از خروجی اینورتر و اتصال شبکه محافظت می‌کند.

۴. چه زمانی باید از دستگاه محافظ ولتاژ نوع ۱+۲ استفاده کنم؟

الف نوع ۱+۲ SPD زمانی که سیستم‌های فتوولتائیک در معرض رعد و برق مستقیم یا نزدیک قرار دارند، توصیه می‌شود و محافظت ترکیبی را در یک دستگاه ارائه می‌دهد.

۵. چرا استاندارد IEC 61643 برای حفاظت در برابر صاعقه در سیستم‌های فتوولتائیک مهم است؟

دستگاه محافظ در برابر نوسانات برق IEC 61643 این استاندارد تضمین می‌کند که SPD الزامات ایمنی و عملکرد جهانی برای تاسیسات فتوولتائیک را برآورده می‌کند.