Защита от перенапряжений для фотоэлектрических устройств. Хранитель панелей

смотреть статью в виде pdf

В Польше энергосистемы с солнечными элементами часто можно найти в местах, удаленных от электросети.
Профессиональные автономные системы используются для питания автоматических устройств, таких как осветительные и аварийные телефоны на автомагистралях, навигационные буи, маяки, ретрансляционные станции связи и метеорологические станции.
Кроме того, доля фотоэлектрических панелей, используемых для выработки электроэнергии из солнечной радиации в зданиях, растет из года в год, в то время как их цены снижаются.

Вместе с увеличением поверхности панелей возрастает угроза молнии фотоэлектрических систем.
Этот факт создает необходимость рассмотреть меры защиты для фотоэлектрических панелей от прямых ударов молнии, от перенапряжений в электрической системе и управления работой системы (если такая система управления используется).
Защита от перенапряжения особенно важна в фотоэлектрических системах, подключенных к электросети, и этим системам будет уделяться особое внимание.
Все эти элементы системы могут подвергаться повреждению или разрушению от удара молнии не только в результате прямого удара, но и в результате разряда вблизи объекта.

Защита указана
Ошибочно спроектированные или изготовленные молниезащиты и защиты от перенапряжений могут увеличить риск повреждения устройства. В этом случае вы должны принять во внимание дополнительные расходы, возникающие не только при замене оборудования, но и с банковскими расходами (при отсутствии производства энергии), затратами на экспертизу (по спорным вопросам), затратами на использование панели.
Отсутствие защиты фотоэлектрических панелей от прямого разряда может привести не только к их разрушению, но и к значительному повреждению подключенного электрического и электронного оборудования - не только в устройствах на крыше, но и внутри здания.

Рекомендуемое решение
Наиболее выгодным решением для защиты солнечных батарей является использование изолированного устройства молниезащиты. В случае фотоэлектрических панелей, установленных на крыше здания, стандарт 3.1. утверждает, что:
«... Все кровельные устройства, изготовленные из изоляционного или проводящего материала, которые содержат электрическое и / или оборудование для обработки информации, должны быть расположены в защитном пространстве системы аэровокзала ...».

Поскольку изолированное устройство молниезащиты предназначено для защиты фотоэлектрической системы не только от прямых разрядов, но и от скачков искры, необходимо обеспечить безопасный изоляционный зазор между элементами.
При проектировании молниезащиты для установленных панелей крыши следует предусмотреть расстояние изоляции s (рассчитанное в соответствии с пунктом 6.3 PN-EN 62305-3). Для наклонных крыш защита от прямого проникновения панелей также может быть достигнута с помощью коротких вертикальных витков, установленных на коньке крыши (фото).

Соответствующую информацию по этому вопросу можно найти в:
* DIN EN 62305-3 Beiblatt 5 Teil 3 (2009): Schutz von baulichen Anlagen und Personen Beiblatt 5: Blitz- and Überspannungsschutz für PV-Stromversorgungssysteme
* «Обзор стандартов молниезащиты для фотоэлектрических систем», Natural Resources Canada Canmet Energy Technology Center - Varennes (2005),
* Молниезащита и защита от перенапряжения PVPS - GTZ Семинар Проектирование и моделирование материалов PVPS (2001),
* Blitz Und Uberspannungsschutz von Photovoltaikanlagen auf Gebauden. Меркблат меховой PV-Instllateure, 2008,
* Солнечная система защиты. Комплексные решения от компании Dehn, номер для печати DS109 / 2009,
* Фотогальваника. Energiequelle mit Zukunft. Anforderungen und Schadenverhutung. Versicherungskammer Бавария. , 2009.

ОПН
В дополнение к защите от прямого удара молнии, необходимо также защитить электроустановку, идущую от панели внутрь здания, от удара электромагнитного импульса молнии (LEMP). Вопрос выбора места сборки и типа УЗП нелегок без глубокого знания реального состояния установки на объекте.

В дополнение к размеру генератора PV (количество строк) и положению инвертора, информация о молниезащите также очень важна:

* здание оборудовано устройством молниезащиты,
* будет ли выполнено устройство молниезащиты в связи с установкой фотоэлектрической установки.

В случае здания без устройства молниезащиты с системой солнечных батарей на крыше защита от перенапряжения обеспечивается посредством:

* ограничитель перенапряжения типа 2 - предназначен для фотоэлектрических систем,
* ограничитель перенапряжения типа 2 - для сетей 230 / 400AC,
* ограничитель перенапряжения типа 2 - для сетей 230 / 400AC.

Если расстояние между главным распределительным устройством и преобразователем превышает 10 м, рекомендуется использовать два разрядника (№ 2 и 3) типа 2 в электрической установке переменного тока (рис. 2).
Рекомендуется использовать два специальных разрядника для защиты от перенапряжений типа 2 (для фотоэлектрических систем), если длина проводов, соединяющих фотоэлектрические панели с преобразователем, превышает 10 м.

Для здания с устройством молниезащиты, на крыше которого установлены фотоэлектрические панели, при обеспечении безопасного расстояния изоляции s (рассчитанного в соответствии с PN-EN 62305-3) инвертор защищен с помощью разрядников типа 2.
Разрядник № 2 рекомендуется, если расстояние между главным распределительным устройством и инвертором превышает 10 м.
В случае меньшего расстояния может потребоваться ограничитель, если ограничитель перенапряжения типа 1 (№ 3), используемый в главном распределительном щите, не способен обеспечить достаточный уровень защиты входных цепей переменного тока инвертора.
Также рекомендуется использовать два специальных разрядника для защиты от перенапряжений типа 2 (для фотоэлектрических систем), если длина проводов, соединяющих фотоэлектрические панели с инвертором, превышает 10 м.
В случае обычных фотоэлектрических модулей можно предположить, что их ударопрочность выше, чем ударопрочность преобразователя, и, таким образом, рекомендуется установить ограничитель перенапряжения вблизи преобразователя.

Устройства защиты от перенапряжений, защищающие солнечные системы, должны обслуживаться и проверяться в соответствии с планом проверки и технического обслуживания, подготовленным для установки.
Разрядники должны быть установлены таким образом, чтобы ими можно было управлять.
Поскольку разрядники для защиты от перенапряжений могут подвергаться повреждению и потере их защитной способности в результате грозовых токов или из-за перегрузки, рекомендуется установить систему непрерывного контроля ограничений в установке, которая работает с системой управления и контроля фотоэлектрического оборудования.
Следует также помнить, что кабели, соединяющие отдельные фотоэлектрические панели, и сигнальные кабели, соединяющие устройства управления и контроля, расположенные на площадке предприятия, правильно расположены.
Одним из важных способов снижения риска перенапряжения является прокладка линии таким образом, чтобы минимизировать обширные индукционные контуры и, следовательно, угрозу перенапряжения, вызванного близкими разрядами молнии.
Кшиштоф Винченчик

Литература:
1. PN-HD 60364-7-712: 2007 Электроустановки в зданиях. Часть 7-712: Руководство для специальных установок или мест. Фотоэлектрические (PV) энергосистемы.
2. PN-EN 62305-3: 2009 Защита от молнии. Физический ущерб зданиям и угроза жизни.
3. А. Сова, "Молниезащита солнечных систем на скатных крышах", "elektro.info" 4/2012.
4. А. Сова, К. Винченчик, "Ограничение скачков в низковольтных установках фотоэлектрических систем" "elektro.info" 7-8 / 2012.
5. Р. Марковска, А. Сова, "Молниезащита строительных объектов", Издательство Medium - Варшава 2009.

Рис. Использование вертикального гребня, установленного на гребне.
Рис. 1. Примеры расположения и молниезащиты фотоэлектрических панелей на крышах наклонных строительных работ.
Рис. 2. Пример решения по защите от перенапряжения для здания без устройства молниезащиты.
Рис. 3. Установка ОПН в электроустановке, если расстояние между местом подключения фотоэлектрических панелей и преобразователем превышает 10 м [1].
Рис. 4. Пример решения по защите от перенапряжения для здания с устройством молниезащиты - безопасное расстояние сохраняется.

Похожие