Критическая роль устройств защиты Surge (SPD) в коробках PV Combiner: Руководство по выбору и лучшие практики

Введение: уязвимое ядро ​​фотоэлектрических массивов

Комбалы PV Combiner служат нервной системой солнечных электростанций, собирая несколько строковых выходов постоянного тока, прежде чем подавать их в инверторы. Эти критические узлы постоянно подвергаются воздействию угроз от ударов молнии и электрических всплесков, которые могут нанести ущерб всем фотоэлектрическим системам. Высококачественные защитные устройства (SPD) выступают в качестве первой линии обороны, гарантии оборудования на сумму сотни тысяч долларов.

Глава 1: Почему SPD необходимы для фотоэлектрических систем

1.1 Уникальные уязвимости фотоэлектрических массивов

Постоянное воздействие: системы на крыше и заземление естественным образом подвергаются воздействию атмосферных сбросов.

Риски схемы постоянного тока: в отличие от систем переменного тока, дугам округа Колумбия не хватает естественных точек с нулевым пересечением, что делает всплески событий более опасными.

Чувствительная электроника: компоненты в современных инверторах могут быть повреждены напряжениями всего на 20% выше номинального значения.

1.2 Последствия неадекватной защиты

Немедленный ущерб: 72% отказа инверторов можно отследить до скачков напряжения (отчет Solaredge 2023).

Скрытая деградация: Повторные незначительные скачки могут снизить срок службы модуля до 30%.

Пожарные риски: разломы дуги постоянного тока составляют 43% солнечных пожаров (данные NFPA 2022).

Глава 2: Ключевые соображения по выбору СПД в приложениях PV

2.1 Критические параметры производительности

Оцененное напряжение: ≥1,2 раза больше максимального напряжения системы (для IEC 61643-31).

Номинальный ток разгрузки (в): ≥20 кА для SPD типа 1 (на UL 1449, 4 -е издание).

Максимальный ток разгрузки (IMAX): ≥40 кА (для IEC 61643-11).

Время ответа: <25 наносекунд (на EN 50539-11).

Рабочая температура: от -40 ° C до +85 ° C (на UL 96A).

2.2 Типы SPD для разных приложений

Тип 1 (класс I): для местоположений с прямыми рисками удара молнии (например, системы на крыше).

Тип 2 (класс II): для вторичной защиты (например, коммерческие системы, установленные на земле).

Комбинированный тип 1+2: идеально подходит для крупных растений в полезности.

Специфичные для постоянного тока модели: предназначены для PV-применений с полярными маркировками.

Глава 3: Лучшие практики для установки

3.1 Стратегическое размещение

Обязательные точки установки:

Комбинер входных терминалов (по строке).

Выше по течению отключения.

Инвертор DC входные клеммы.

Рекомендуемые дополнительные точки защиты:

Субмарные комбинации.

Вдоль длинных кабельных пробежек (> 30 метров).

3.2 Стандарты проводки

Размер проводника: минимум 6 мм² медь (для SPD 20KA).

Длина пути: Сохраняйте соединения SPD <0,5 метра.

Требования к заземлению: используйте выделенные проводники заземления (≥10 мм²).

Топология соединения: конфигурация звезды, чтобы избежать заземления.

Глава 4: Критерии обслуживания и замены

4.1 Профилактическое обслуживание

Ежеквартальные чеки:

Осмотрите окна индикатора состояния (зеленый/красный).

Выполнить инфракрасную термографию (повышение температуры <15K).

Запишите счетчики удара молнии (если оборудовано).

Годовые тесты:

Тест сопротивления изоляции (> 1 МОм).

Измерение сопротивления земли (<10 Ом).

Испытание на остаточное напряжение профессионалами.

4.2 Руководство по замене

Триггеры немедленной замены:

Видимый физический повреждение (трещины, ожоги).

Индикатор состояния становится красным.

Количество ударов молнии превышает номинальную стоимость.

Неудачные тесты производительности.

Рекомендуемые интервалы замены:

Прибрежные районы: 5 лет.

Зоны высокого освещения: 7 лет.

Стандартные регионы: 10 лет.

Глава 5: Общие заблуждения и экспертные рекомендации

5.1 Типичные недоразумения

Миф: «Молния устраняет необходимость в SPD».

Факт: молния защищает только от прямых ударов, а не индуцированных скачков.

Стоимость: использование не-специфичных для PV SPD AC.

Следствие: неспособность прервать DC следовать по токам.

5.2 Экспертный совет

Принять трехуровневую защиту архитектуры: SPD на уровне массива, комбината и уровня инвертора.

Выберите модели с удаленными контактами сигнализации для интеграции с системами мониторинга.

Для систем 1500 В проверьте пропускную способность DC DC.

Переоценка существующей способности SPD во время расширения системы.

По мере роста напряжения фотоэлектрической системы возрастают до 1500 В, технология SPD следующего поколения развивается с тремя ключевыми тенденциями: более высокое поглощение энергии (до 100 кА), более умные функции предупреждения (мониторинг с поддержкой IOT) и более компактные модульные конструкции. Выбор продуктов, сертифицированных TUV Rheinland для PV-применения и следующих стандартов IEC 62305 для защиты на уровне системы, гарантирует, что фотоэлектрические заводы могут противостоять скачкам молнии на протяжении всего 25-летнего срока службы. Помните: в безопасности PV высококачественная защита всплесков не является расходом-это наиболее экономически эффективные инвестиции в снижение рисков.