Dengan perkembangan pesat industri tenaga baharu global, fotovoltaik (PV) telah menjadi penyelesaian tenaga bersih yang digunakan secara meluas untuk perusahaan, taman perindustrian, bangunan komersial dan pelanggan kediaman. Walau bagaimanapun, berbanding sistem pengedaran tradisional, sistem fotovoltaik sering dipasang di atas bumbung bangunan, di kawasan lapang atau di loji kuasa PV yang besar, mendedahkannya kepada pendedahan berpanjangan kepada persekitaran semula jadi, menjadikannya lebih terdedah kepada serangan kilat dan lonjakan grid.
Sebagai pengeluar pelindung lonjakan (SPD), kami mendapati bahawa banyak kegagalan sistem PV bukan berpunca daripada modul itu sendiri, tetapi daripada voltan lampau sementara yang merosakkan penyongsang, peranti pemantauan atau sistem komunikasi. Oleh itu, dalam reka bentuk projek PV moden, pelindung lonjakan tidak lagi menjadi pilihan, tetapi komponen penting untuk memastikan operasi sistem yang selamat.
Jadi mengapa sistem fotovoltaik perlu mempunyai pelindung lonjakan? Kertas kerja ini akan menganalisis perkara ini dari perspektif aplikasi praktikal.
1.Sistem fotovoltan lebih mudah terdedah kepada Kesan Sambaran Petir
Tidak seperti peralatan elektrik dalaman konvensional, kebanyakan peralatan dalam sistem PV dipasang di luar rumah untuk jangka masa yang lama.
Contohnya:
Modul fotovoltaik
Kotak Penggabung
Sistem Goyang
Kabel DC
Penyongsang
Mereka biasanya terletak di kawasan yang luas dan berhampiran titik tertinggi bangunan.
Apabila kilat menyambar, voltan lonjakan yang kuat boleh dihasilkan oleh aruhan elektromagnet, walaupun ia tidak langsung mengenai sistem fotovoltan.
Voltan lampau sementara ini merambat dengan pantas di sepanjang litar dan menjejaskan peralatan sistem dengan serius.
Oleh itu, sistem PV adalah senario aplikasi biasa dengan risiko kilat yang tinggi.
2. Perlindungan Peralatan Teras seperti penyongsang
Penyongsang selalunya merupakan salah satu peranti yang paling berharga dan kritikal dalam keseluruhan sistem PV.
Fungsi utamanya adalah untuk menukar arus terus (DC yang dihasilkan oleh pemasangan PV kepada arus ulang-alik dan menyambungkannya ke grid kuasa.
Walau bagaimanapun, penyongsang menggabungkan sejumlah besar komponen elektronik yang canggih.
Contohnya:
modul IGBT
Litar kawalan
Modul komunikasi
Sistem pemantauan
Komponen elektronik ini sangat sensitif kepada lebihan voltan.
Setelah terjejas oleh lonjakan, ia boleh membawa kepada:
Penutupan sistem
Gangguan komunikasi
Kehilangan Kuasa
Kerosakan peralatan
Memasang pelindung lonjakan dengan berkesan boleh mengurangkan kesan voltan lebihan sementara pada penyongsang..
3. Elakkan kerosakan pada Modul PV dan Kotak Penggabung
Ramai orang berpendapat sambaran petir hanya menjejaskan penyongsang.
Malah, komponen PV dan kotak penggabung juga berisiko. Khususnya, dalam-projek kuasa daratan berskala besar:
Kawasan tatasusunan fotovoltaik yang besar;
Panjang kabel
Risiko tinggi untuk mencetuskan sambaran petir
Apabila lonjakan bergerak sepanjang garisan DC, ia boleh membawa kepada:
Prestasi modul merosot
kotak penggabung
Terminal pembakaran
Pelindung lonjakan sisi DC boleh melepaskan tenaga dengan cepat sebelum lonjakan memasuki peranti, mengurangkan risiko kerosakan.
4.Mengurangkan masa henti sistem dan kehilangan penjanaan kuasa
Untuk projek fotovoltaik komersial dan perindustrian, masa henti sistem bermakna kerugian ekonomi langsung.
Contohnya:
Penurunan hasil penjanaan kuasa
Gangguan pengeluaran
Peningkatan kos penyelenggaraan
Jika peralatan kritikal rosak akibat lonjakan, pembaikan dan penggantian selalunya mengambil masa yang lama.
Apabila lonjakan berlaku, SPD bertindak balas dengan cepat untuk mengehadkan voltan lampau kepada julat yang selamat.
Ini membantu meningkatkan kesinambungan sistem dan mengurangkan risiko masa henti yang tidak dijangka.
5. Sistem fotovoltaik berisiko pada AC dan DC
Berbanding dengan sistem kuasa biasa, sistem fotovoltaik lebih unik dalam struktur.
Ia termasuk:
Bahagian DC
Termasuk:
Modul Fotovoltaik
Rentetan Fotovoltaik
Kotak Penggabung
Input Penyongsang
Bahagian Berkomunikasi
Termasuk:
Output Penyongsang
Kabinet pengedaran
Sistem penjanaan grid bersambung
Ribut petir boleh memasuki sistem dari kedua-dua sisi DC dan AC.
Oleh itu, penyelesaian perlindungan kilat fotovoltaik yang lengkap biasanya memerlukan:
DC SPD
AC SPD
Perlindungan berganda.
Ini mewujudkan keseluruhan sistem perlindungan.
6. Pematuhan dengan industri dan Spesifikasi Kejuruteraan
Dengan peningkatan peraturan industri fotovoltaik, semakin banyak negara dan wilayah memerlukan projek dilengkapi dengan langkah perlindungan lonjakan.
khususnya:
Projek Fotovoltaik Komersial dan Perindustrian
Stesen janakuasa-tanah besar dipasang
Sistem fotovoltaik di bangunan awam
Pada peringkat reka bentuk, biasanya perlu mempertimbangkan:
Penilaian risiko kilat
Skim Konfigurasi SPD
Reka Bentuk Sistem Pembumian
Keperluan standard bukan sahaja membantu meningkatkan keselamatan sistem, tetapi juga meningkatkan kadar penerimaan projek.
7. Perlindungan Sistem Pengawasan dan Komunikasi
Loji fotovoltaik moden bukan sahaja bergantung pada operasi peralatan penjanaan kuasa, tetapi juga memerlukan sejumlah besar peralatan pemantauan pintar.
Contohnya:
Peranti pemerolehan data
Sistem pemantauan alam sekitar
Modul komunikasi
Platform pemantauan jauh
Peranti ini biasanya menggunakan-elektronik voltan rendah.
Mereka lebih terdedah kepada lonjakan daripada peralatan elektrik.
Oleh itu, perlindungan lonjakan bukan sahaja melindungi sistem penjanaan kuasa itu sendiri, tetapi juga melindungi operasi stabil keseluruhan rangkaian pemantauan.
8. Meningkatkan pulangan keseluruhan pelaburan sistem
Dari sudut pandangan pelaburan projek, kos pelindung lonjakan biasanya merupakan sebahagian kecil daripada jumlah pelaburan dalam sistem fotovoltaik.
Walau bagaimanapun, nilai yang mereka bawa sangat besar.
Termasuk:
Mengurangkan risiko kerosakan pada peralatan
Kos penyelenggaraan yang lebih rendah
Tingkatkan ketersediaan sistem
Lanjutan jangka hayat peralatan
Meningkatkan kestabilan pendapatan penjanaan elektrik
Konfigurasi SPD yang munasabah ialah pelaburan-kos efektif untuk loji PV dengan jangka hayat reka bentuk lebih daripada 20 tahun.
Mengapa semakin banyak projek fotovoltaik menekankan konfigurasi SPD?
Dengan peningkatan tahap kecerdasan penyongsang dan skala pembesaran stesen janakuasa fotovoltaik, nilai peralatan dan kerumitan sistem juga meningkat.
Sekiranya berlaku kerosakan lonjakan, ia bukan sahaja akan menyebabkan kegagalan peralatan tunggal, tetapi juga menjejaskan operasi keseluruhan loji.
Akibatnya, semakin banyak projek yang menggabungkan perlindungan lonjakan ke dalam reka bentuk keseluruhan mereka dari peringkat awal pembinaan.
Penjimat lonjakan (SPD) telah menjadi penting kepada sistem fotovoltaik moden seperti pemutus litar dan fius.
Kesimpulan:
Sistem PV beroperasi di luar rumah untuk masa yang lama dan menghadapi risiko seperti sambaran petir, turun naik grid dan lebihan voltan teraruh. Memasang pelindung lonjakan bukan sahaja melindungi penyongsang, komponen PV dan peralatan pemantauan daripada kerosakan lonjakan, tetapi juga mengurangkan masa henti, mengurangkan kos penyelenggaraan dan meningkatkan-kebolehpercayaan jangka panjang sistem penjanaan kuasa. Mengkonfigurasi pelindung lonjakan sisi AC dengan betul telah menjadi langkah kritikal bagi pemilik yang ingin memastikan operasi selamat dan pulangan pelaburan untuk projek PV.
FAQ Adakah sistem PV memerlukan pelindung lonjakan?
Bagi kebanyakan projek PV, adalah disyorkan bahawa peranti pelepasan tujuan khas dipasang, terutamanya dalam sistem luar dan kawasan yang mempunyai aktiviti kilat tinggi.
Berapa banyak SPD yang diperlukan oleh sistem PV?
Pelindung lonjakan biasanya perlu dipasang pada kedua-dua sisi DC dan AC untuk membentuk sistem perlindungan yang lengkap.
Bolehkah pelindung lonjakan menghalang serangan kilat secara langsung?
SPD (Sustaining Voltage Detector) digunakan terutamanya untuk mengehadkan voltan lonjakan yang disebabkan oleh kilat. Perlindungan kilat langsung juga memerlukan penggunaan rod kilat dan sistem pembumian.
Mengapakah penyongsang fotovoltaik mudah terdedah kepada gelombang besar?
Penyongsang mengandungi banyak komponen elektronik yang sangat sensitif kepada voltan lampau sementara dan oleh itu memerlukan perlindungan terpusat.
Bolehkah SPD terus melindungi peralatan selepas kegagalan?
Tidak. Sistem harus diganti dengan segera selepas tamat tempoh atau tidak berfungsi. Jika tidak, sistem akan kehilangan keupayaan perlindungan lonjakan yang berkesan.