Surge in PV Systems: Ένας πλήρης οδηγός για το ρόλο, τους κινδύνους και την επιλογή του

# Surge in PV Systems: Ένας πλήρης οδηγός για το ρόλο, τους κινδύνους και την επιλογή του

Είτε πρόκειται για μια μικρή εγκατάσταση κατοικιών ηλιακού πάνελ είτε για ένα εμπορικό φωτοβολταϊκό (PV) μονάδα παραγωγής ενέργειας, το "Surge" είναι ένα αναπόφευκτο βασικό θέμα - αλλά πολλοί άνθρωποι συνειδητοποιούν μόνο τη σημασία του όταν δυσλειτουργίες του εξοπλισμού. Αυτή η σημείωση καταρρίπτει τον βασικό ρόλο των υπερτάσεων σε φωτοβολταϊκά συστήματα και πώς να επιλέξετε μια προστατευτική συσκευή (SPD) που ταιριάζει στο σύστημά σας, διευκολύνοντας τους αρχάριους να καταλάβουν.

## Ι. Πρώτον, καταλάβετε: Τι ακριβώς είναι μια αύξηση σε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα;

Με απλά λόγια, ένα κύμα είναι ένα ξαφνικό "τάσμα/ρεύμα κυματοειδούς" σε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα, με τρεις κοινές πηγές:  

1. ** Εξωτερική πρόσκρουση **: Οι πιο τυπικές απεργίες κεραυνών (άμεσος ή επαγόμενος κεραυνός). Η απόρριψη από τα σύννεφα μπορεί να παράγει άμεσα μια υψηλή τάση δεκάδων χιλιάδων βολτ στις γραμμές.  

2. ** Εκκίνηση/τερματισμός λειτουργίας του συστήματος **: Όταν οι μετατροπείς PV ή τα κουτιά συνδυασμού ξεκινούν ή κλείνουν, ξαφνικές αλλαγές στην τρέχουσα σκανδάλη "επιχειρησιακές υπερτάσεις".  

3. ** Οι διακυμάνσεις του πλέγματος **: ξαφνικές αυξήσεις στην τάση του πλέγματος (π.χ. όταν επισκευάζεται ένα σφάλμα του πλέγματος) μπορεί να προκαλέσει αντίστροφες επιπτώσεις στο σύστημα φωτοβολταϊκής σύνδεσης που συνδέεται με το δίκτυο.  

Αυτές οι υπερτάσεις χαρακτηρίζονται από το να είναι "σύντομες αλλά έντονες" - μπορεί να διαρκέσουν μόνο λίγα μικροδευτερόλεπτα, αλλά η τάση μπορεί να ανεβαίνει πάνω από 10 φορές την ονομαστική τάση του συστήματος, τις οποίες δεν μπορούν να αντέξουν οι συνηθισμένες φωτοβολταϊκές ενότητες και οι μετατροπείς.

## ii. Βασικός ρόλος των προστατευτικών συσκευών (SPD): Εγκατάσταση μιας "βαλβίδας ασφαλείας" για φωτοβολταϊκά συστήματα

Οι ίδιες οι υπερχείλιση δεν είναι "χρήσιμες". Αυτό που πραγματικά λειτουργεί είναι η προστατευτική συσκευή ** Surge (SPD, επίσης γνωστή ως υπεύθυνος αστραπής) **. Το βασικό του καθήκον είναι να "μπλοκάρει τις επικίνδυνες υπερτάσεις", ειδικά σε τρεις πτυχές:  

1. ** Προστατέψτε τον εξοπλισμό πυρήνα από την κατάρρευση **  

Τα εξαρτήματα σε φωτοβολταϊκούς μετατροπείς, τα πλαίσια διασταύρωσης φωτοβολταϊκών πλαισίων και τα κουτιά συνδυαστή έχουν ανώτερα όρια στην χωρητικότητα αντοχής τάσης (π.χ. η τάση DC-Side αντιστάθμιση των μετατροπέων είναι συνήθως 1000V-1500V). Μόλις υπερβεί η τάση αύξησης αυτού του ορίου, τα εξαρτήματα θα καούν αμέσως, με το κόστος συντήρησης που συχνά κυμαίνεται από χιλιάδες έως δεκάδες χιλιάδες γιουάν. Τα SPD μπορούν να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια στην αναλαμπή ενός οφθαλμού (συνήθως ≤25 νανοδευτερόλεπτα) όταν συμβεί ένα κύμα, εκτρέποντας την περίσσεια τάσης/ρεύματος στο έδαφος - ισοδύναμο με την "μπλοκάρισμα σφαίρων" για τον εξοπλισμό.  

2. ** Αποτρέψτε την ξαφνική διακοπή λειτουργίας συστήματος ή δυσλειτουργία **  

Ακόμη και αν μια αύξηση δεν καίει απευθείας τον εξοπλισμό, μπορεί να παρεμβαίνει στο τσιπ ελέγχου του μετατροπέα, προκαλώντας τον μετατροπέα να αναφέρει ψευδώς σφάλματα και να αποσυνδεθεί από το πλέγμα. Για παράδειγμα, μετά από μια καταιγίδα, πολλά οικιστικά φωτοβολταϊκά συστήματα σταματούν ξαφνικά να δημιουργούν ηλεκτρική ενέργεια - αυτό πιθανότατα οφείλεται σε υπερτάσεις που επηρεάζουν τον μετατροπέα. Η εγκατάσταση του δεξιού SPD μπορεί να μειώσει τέτοια "αδικαιολόγητα προβλήματα" και να εξασφαλίσει τη σταθερή παραγωγή ενέργειας του συστήματος.  

3. ** Επεκτείνετε τη συνολική διάρκεια ζωής του φωτοβολταϊκού συστήματος **  

Οι συχνές μικρές υπερτάσεις (π.χ. εκείνες που προκαλούνται από καθημερινές διακυμάνσεις του δικτύου) μπορούν να βλάψουν τα κυκλώματα των ενοτήτων και των μετατροπέων "με την πάροδο του χρόνου", όπως η επιτάχυνση της γήρανσης του πυκνωτή. Τα SPD μπορούν να φιλτράρουν αυτές τις μικρές υπερτάσεις, επεκτείνοντας έμμεσα τη διάρκεια ζωής ολόκληρου του φωτοβολταϊκού συστήματος (συνήθως με επιπλέον 3-5 χρόνια).

## III. Βασικό βήμα: Πώς να επιλέξετε ένα SPD κατάλληλο για το φωτοβολταϊκό σας σύστημα;

Η επιλογή ενός SPD δεν είναι για το "το μεγαλύτερο τόσο καλύτερο" ή "το φθηνότερο όσο πιο οικονομικά αποδοτικό". Απαιτεί εστίαση σε τρεις βασικές παραμέτρους του συστήματός σας και ακολουθώντας τέσσερα βήματα:  

### Βήμα 1: Πρώτον, διευκρινίστε το επίπεδο τάσης του συστήματος "

Αυτή είναι η πιο βασική προϋπόθεση-η ονομαστική τάση του SPD πρέπει να ταιριάζει με τις τάσεις DC-Side και AC-Side του φωτοβολταϊκού συστήματος:  

-** Κατοικία PV (συνήθως 3-10kW) **: Η τάση DC-Side είναι γενικά 300V-800V. Επιλέξτε ένα SPD με ονομαστική τάση DC (UC) ≥800V. Η πλευρά AC συνδέεται με πλέγμα 220V. Επιλέξτε ένα SPD με ονομαστική τάση εναλλασσόμενου ρεύματος (UC) ≥250V.  

-** Εμπορικό/Βιομηχανικό Φιβωρότη (συνήθως 50kW και άνω) **: Η τάση της πλευράς DC μπορεί να φτάσει το 1000V-1500V. Το UC του SPD πρέπει να είναι ≥1500V. Η πλευρά AC συνδέεται με τριφασικό δίκτυο 380V. Επιλέξτε ένα SPD με UC ≥420V.  

*Σημείωση: Εάν η ονομαστική τάση του SPD είναι χαμηλότερη από την τάση του συστήματος, θα καεί. Εάν είναι πολύ υψηλό, δεν μπορεί να ενεργοποιήσει την προστασία εγκαίρως.*

### ΒΗΜΑ 2: Επιλέξτε "Χωρητικότητα μεταφοράς ρεύματος" με βάση την ισχύ του συστήματος

Η ικανότητα μεταφοράς ρεύματος (IIMP ή IN) αντιπροσωπεύει το μέγιστο ρεύμα αύξησης που μπορεί να αντέξει ένα SPD. Εάν είναι πολύ μικρό, το SPD θα κατανεμηθεί από την αύξηση. Εάν είναι πολύ μεγάλο, θα είναι χάσιμο χρημάτων:  

- ** Συστήματα κατοικιών (3-10kW) **: Εάν δεν υπάρχουν ψηλά κτίρια κοντά και η πιθανότητα απεργίας αστραπής είναι χαμηλή, επαρκεί ένα SPD με IN = 20ka (κυματομορφή 8/20μS). Εάν βρίσκονται σε ορεινές περιοχές ή περιοχές που είναι επιρρεπείς σε καταιγίδες, ένα SPD με IN = 40ka είναι πιο αξιόπιστο.  

- ** Εμπορικά/Βιομηχανικά Συστήματα (50kW και παραπάνω) **: Για SPD στο μπροστινό άκρο των κιβωτίων συνδυασμού και των μετατροπέων, συνιστάται να επιλέξετε αυτά με IN = 40KA-60KA. Για μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας μεγάλης κλίμακας (MW-Level), απαιτείται πρόσθετη πρωτογενή SPD με IN-100ka στην πλευρά υψηλής τάσης.  

*Γεγονός διασκέδασης: 8/20μs είναι η πιο κοινή κυματομορφή κύματος σε φωτοβολταϊκά συστήματα, που σημαίνει ότι χρειάζονται 8 μικροδευτερόλεπτα για να αυξηθεί το ρεύμα κύματος από το 0 έως το αποκορύφωμά του και 20 μικροδευτερόλεπτα για να πέσει στο ήμισυ της κορυφής.*

### Βήμα 3: Ελέγξτε το "επίπεδο προστασίας" και ταιριάξτε τη θέση εγκατάστασης

Τα SPD σε φωτοβολταϊκά συστήματα απαιτούν "ιεραρχική προστασία", και θα πρέπει να επιλεγούν διαφορετικά επίπεδα SPDs για διαφορετικές τοποθεσίες:  

- ** Πρωτογενής προστασία (είσοδος συστήματος) **: Για παράδειγμα, το κύριο πλαίσιο διανομής της φωτοβολταϊκής συστοιχίας και το εμπρόσθιο άκρο του συνδεδεμένου του πλέγματος. Επιλέξτε ένα SPD "Κατηγορία Β" (ικανή να αντέξει μεγάλα ρεύματα από άμεσες απεργίες αστραπής) με μεγάλη ικανότητα μεταφοράς ρεύματος (πάνω από 40ka).  

- ** Δευτερεύουσα προστασία (εμπρόσθιο άκρο εξοπλισμού) **: Για παράδειγμα, τα άκρα εισόδου των μετατροπέων και των κουτιών συνδυασμού. Επιλέξτε ένα SPD "Class C" (προστατεύει από επαγόμενες αστραπές και επιχειρησιακές υπερτάσεις) με ικανότητα μεταφοράς ρεύματος 20ka-40ka.  

- ** Τριτοβάθμια προστασία (εμπρόσθιο άκρο εξαρτήματος) **: Για παράδειγμα, οι εσωτερικές πλακέτες των μετατροπέων και ο εξοπλισμός παρακολούθησης. Επιλέξτε ένα SPD "Class D" (προστατεύει από μικρές υπερτάσεις) με ικανότητα ρεύματος 10ka-20ka.  

*Τα οικιστικά συστήματα πρέπει να έχουν τουλάχιστον δευτεροβάθμια προστασία (μπροστινό άκρο του υπουργικού συμβουλίου που συνδέεται με το πλέγμα), ενώ τα εμπορικά συστήματα πρέπει να είναι εξοπλισμένα και με τα τρία επίπεδα προστασίας.*

### Βήμα 4: Μην παραβλέπετε "Πιστοποίηση και συμβατότητα"

- ** Πιστοποίηση **: Βεβαιωθείτε ότι έχετε επιλέξει SPD με διεθνείς ή εγχώριες πιστοποιήσεις, όπως η πιστοποίηση CE της ΕΕ και η πιστοποίηση CQC της Κίνας. Αποφύγετε την αγορά "τριών μη-μη προϊόντων" (πολλά SPD χαμηλής ποιότητας αποτυγχάνουν μετά από μερικούς μήνες χρήσης).  

- ** Συμβατότητα **: Δώστε προσοχή στο αν ο τύπος διασύνδεσης του SPD (π.χ. μπλοκ ακροδεκτών ή βύσμα) ταιριάζει με τα καλώδια PV. Ταυτόχρονα, επιβεβαιώστε ότι το μέγεθος της εγκατάστασης του SPD μπορεί να χωρέσει στο πλαίσιο διανομής (τα κιβώτια διανομής κατοικιών έχουν περιορισμένο χώρο, οπότε μην αγοράζετε υπερμεγέθη).

## IV. Τελική υπενθύμιση: Η σωστή εγκατάσταση είναι εξίσου σημαντική με τη σωστή επιλογή

1. ** Εγκατάσταση κοντά στον προστατευμένο εξοπλισμό **: Το SPD θα πρέπει να εγκατασταθεί όσο το δυνατόν πιο κοντά στον προστατευόμενο εξοπλισμό (π.χ. εντός 1 μέτρου από το μπροστινό μέρος του μετατροπέα). Όσο μικρότερο είναι το καλώδιο, τόσο καλύτερο είναι το αποτέλεσμα προστασίας.  

2. ** Αξιόπιστη γείωση **: Η αντίσταση γείωσης του καλωδίου γείωσης του SPD πρέπει να είναι ≤4Ω. Η κακή γείωση θα αποτρέψει την εκτροπή του ρεύματος υπερτάσεων, καθιστώντας το SPD άχρηστο.  

3. ** Κανονική επιθεώρηση **: Πριν από την εποχή των καταιγίδων κάθε χρόνο, ελέγξτε το φως του δείκτη του SPD (θα πρέπει να είναι πράσινο υπό κανονικές συνθήκες, εάν γίνει κόκκινο ή βγαίνει, απαιτείται αντικατάσταση). Τα οικιστικά SPDs συνιστώνται να αντικατασταθούν κάθε 3-5 χρόνια και τα εμπορικά κάθε 2-3 χρόνια.

Εάν το φωτοβολταϊκό σας σύστημα διαθέτει συγκεκριμένες παραμέτρους (όπως η τοποθεσία ισχύος ή εγκατάστασης), μπορείτε να τις προσθέσετε στα σχόλια και μπορώ να σας βοηθήσω να βελτιώσετε τις προτάσεις επιλογής! Είστε επίσης ευπρόσδεκτοι να μοιραστείτε τυχόν θέματα που σχετίζονται με την αύξηση που έχετε αντιμετωπίσει, ώστε να μπορέσουμε να αποφύγουμε τις παγίδες μαζί!