Hnattræn umskipti í átt að endurnýjanlegri orku hafa staðsett ljósvakakerfi (PV) sem hornstein sjálfbærrar orkuframleiðslu. Þessi kerfi, sem oft eru sett upp á óvarnum stöðum utandyra og tengd við umfangsmikið rafnet, eru í eðli sínu viðkvæm fyrir tímabundinni ofspennu, almennt þekktur sem bylgja eða toppa. Þessar bylgjur, sem koma bæði frá ytri uppsprettum eins og eldingum og innri uppsprettum eins og skiptaaðgerðum innan netkerfisins eða invertera, eru verulega ógn við heilleika og langlífi kerfisins. Þar af leiðandi er samþætting bylgjuvarnartækja (SPDs) ekki aðeins aukahlutur heldur mikilvæg nauðsyn til að tryggja áreiðanleika, öryggi og hagkvæmni hvers konar PV uppsetningar.
Uppsprettur bylgjuógna í PV kerfum
Skilningur á uppruna bylgja er lykillinn að því að innleiða skilvirka vernd. Hótanir eru tvíþættar:
Ytri bylgjur (eldingar): Beint eldingaráfall á PV fylki eða nærliggjandi jörð getur valdið hörmulegum skemmdum. Algengara er að óbein högg valda gríðarlegri ofspennu í rafleiðurum og málmhlutum kerfisins. Jafnvel fjarlæg slög geta tengt rafsegulpúlsa inn í umfangsmikla raflögn PV uppsetningar.
Innri bylgjur (skipta skammvinnir): Þetta myndast innan rafkerfisins sjálfs. Rekstur aflrofa, tengiliða eða hröð skipting á rafeindabúnaði invertersins getur skapað há-spennustoppa. Ennfremur geta sveiflur í veitukerfinu, svo sem skipting á þéttabanka, einnig breiðst út í ljósaolíukerfið.
Án verndar geta þessar skammvinn yfirspennur leitt til tafarlausrar og óafturkræfra eyðileggingar á viðkvæmum og dýrum íhlutum, fyrst og fremst PV einingunum og inverterinu. Þeir geta einnig valdið uppsöfnuðu niðurbroti á einangrun og rafeindahlutum, sem leiðir til ótímabæra bilunar og styttri líftíma kerfisins.
Hlutverk og staðsetning SPD í PV kerfi
SPD virkar sem þrýstiloki fyrir rafkerfi. Það takmarkar tímabundna yfirspennu með því að beina bylgjustraumnum á öruggan hátt til jarðar og klemma þannig spennuna að því stigi sem er öruggt fyrir tengdan búnað. Alhliða SPD stefna fyrir PV kerfi felur í sér samræmda fjölþrepa nálgun, oft nefnd svæðisskipulag:
DC hliðarvörn (PV Array to Inverter): Jafnstraumshlið kerfisins, sem samanstendur af sólarrafhlöðum og kaðall sem liggur að inverterinu, er mjög næm fyrir eldingum af völdum-bylgjum.
SPDs af gerð 1 eru venjulega settir upp við aðal DC sameinaboxið. Þau eru hönnuð til að standast mjög mikla hvatstrauma frá beinum eða nálægum eldingum og veita fyrstu varnarlínu.
Þessar SPDs vernda DC snúrur og DC inntaksstig invertersins, sem er einn viðkvæmasti og kostnaðarsamasti hluti til að skipta um.
AC hliðarvörn (Inverter to Grid tenging): AC framleiðsla invertersins og tengipunktur við aðalnetið krefjast einnig öflugrar verndar.
SPD af gerð 2 eru sett upp á AC dreifiborðinu, oft nálægt útgangi invertersins. Meginhlutverk þeirra er að verjast skipta skammvinnum og bylgjum sem koma frá ristinni og koma í veg fyrir að þau skemmi AC úttaksrásir inverterans.
Einnig getur verið þörf á SPD af gerð 1 við aðalþjónustuinngang ef PV kerfið er sett upp í byggingu, sem veitir samræmda vernd fyrir alla rafmagnsuppsetninguna.
Gagna-/samskiptalínuvörn: Nútíma sólarljósakerfi innihalda oft vöktunar- og samskiptabúnað. SPDs fyrir gagnalínur (td Ethernet, RS485) eru nauðsynlegar til að vernda þessar viðkvæmu merkjatengi fyrir bylgjum sem valda samskiptasnúrum.
Helstu atriði við val á SPD
Að velja réttan SPD felur í sér nokkrar tæknilegar breytur:
Hámarks samfelld rekstrarspenna (Uc): Verður að vera hærri en hámarksspenna kerfisins (bæði DC og AC).
Spennuverndarstig (upp): Þetta er hámarksspenna sem hleypt verður í gegnum búnaðinn. Low Up býður upp á betri vörn en verður að vera samhæft við þolspennu búnaðarins.
Nafnafhleðslustraumur (inn) og hvatsstraumur (Iimp): Þessar einkunnir gefa til kynna getu SPD til að losa bylgjustrauma. SPDs af tegund 1 einkennast af Iimp, en tegund 2 af In, sem endurspeglar mismunandi verndarhlutverk þeirra.
Að lokum má segja að eftir því sem ljósakerfi verða óaðskiljanlegri hluti af orkuinnviðum okkar, er mikilvægt að standa vörð um þessa fjárfestingu. Yfirspennuvarnartæki bjóða upp á öfluga og -hagkvæma lausn til að draga úr hættunni sem stafar af tímabundinni ofspennu. Með því að innleiða vel-hannað SPD kerfi sem nær yfir bæði DC og AC hliðar kerfisins, geta uppsetningaraðilar og eigendur aukið spennutíma kerfisins verulega, verndað verðmætar eignir og tryggt langtíma, áreiðanlega myndun hreinnar sólarorku. Hunsa þessa gagnrýni
