Niederspannungs-Überspannungsschutz (SPD) in Photovoltaikanlagen

Überblick

Surge ist eine Art transiente Störung, die dazu führt, dass die Momentanspannung im Stromnetz unter bestimmten Bedingungen die Nennnormalspannung überschreitet. Normalerweise dauert der Übergang nicht allzu lange, aber die Reichweite kann ziemlich hoch sein. Es ist möglich, in nur 1/1000000 Sekunden plötzlich anzusteigen, wie z. B. Donner, oder die Induktorlast zu trennen oder eine große Last einzuschalten, was große Auswirkungen auf das Stromnetz haben wird. Wenn die an das Stromnetz angeschlossenen Geräte oder Schaltkreise nicht über Überspannungsschutzmaßnahmen verfügen, wird das Gerät in den meisten Fällen leicht beschädigt, und der Grad der Beschädigung hängt von der Spannungsfestigkeit des Geräts ab.

Photovoltaikanlagen sind großen Freiflächen ausgesetzt, meist in freier Wildbahn oder auf Gebäuden. Geladene Regenwolken, die sich über solchen offenen Stellen ansammeln, neigen dazu, Ladungen in Form von Blitzen freizusetzen. In diesem Fall tritt wahrscheinlich ein Spannungsstoß auf. Je breiter der Raum, desto größer die Möglichkeit einer Beschädigung. Überspannungen können elektronische Geräte leicht durch einen katastrophalen Ausfall beschädigen. Wenn jemand während der Überspannung anwesend ist, kann dies auch deren persönliche Sicherheit gefährden.
Schlecht geschützte Photovoltaikanlagen werden immer wieder schwer beschädigt, was zu einer Vielzahl von Wartungs- und Austauschkosten, Anlagenausfällen und Einnahmeverlusten führt. Ordnungsgemäß installierte Überspannungsschutzgeräte (SPD) minimieren die potenziellen Auswirkungen von Blitzeinschlägen.

Um zu verhindern, dass hohe Energie durch elektronische Geräte fließt und Hochspannungsschäden an der Photovoltaikanlage verursacht, müssen Überspannungen einen Erdungspfad haben. Aus diesem Grund sollten alle leitfähigen Oberflächen direkt geerdet werden, und alle Kabel in und aus dem System (z. B. Ethernet-Kabel und Wechselstromversorgungen) sollten durch Überspannungsschutz geerdet werden. Für jeden Satz von Array-Boxen, Bus-Boxen und DC-Isolatoren ist ein Überspannungsschutz erforderlich.

Klassifizierung von Überspannungsschutz

Typ 1

Für besondere Situationen im Dienstleistungsbereich und in Industriegebäuden empfiehlt sich der Überspannungsschutz Typ 1, der elektrische Geräte vor direktem Blitzeinschlag schützt und den durch Blitzeinschlag verursachten Rückstrom vom geerdeten Leiter zum Netzleiter ableitet.

Der Überspannungsschutz Typ 1 zeichnet sich durch eine Stromwelle von 10/350 μs aus.

Der Überspannungsschutz Typ 1 kann in der Photovoltaikanlage zwischen der Photovoltaikanlage und dem Haupttrennschalter für die Wartung verwendet werden, der hauptsächlich im Zentralwechselrichter verwendet wird.

Typ 2

Der Überspannungsschutz Typ 2 ist das Hauptschutzsystem für alle elektrischen Niederspannungsgeräte und wurde für den Service entwickelt. Ein Gerät auf der Lastseite eines Überstromschutzgeräts; enthält einen Überspannungsschutz und einen Überspannungsschutz aus Kunststoff, der sich an der Abzweigplatte befindet. Der Imax-Wert ist der maximale einzelne Entladungsstrom, der durch die 8 / 20-μs-Wellenform dargestellt wird, die der Überspannungsschutz unterstützen kann.

Typ 3

Typ 3 wird im Allgemeinen in Terminal-Stromverteilungsgeräten verwendet. Der Überspannungsschutz sollte ein spannungsbegrenzender Überspannungsableiter in Reihe sein, dessen Blitzstromkapazität nicht unter 10 KA liegen darf. Die Mindestlänge des Leiters, der von der elektrischen Schalttafel bis zur Verwendungsstelle installiert wird, beträgt 10 Meter, und der Leiter, der am Überspannungsschutz befestigt ist oder zum Anschluss des Überspannungsschutzes verwendet wird, darf nicht innerhalb einer Entfernung von 10 Metern installiert werden.

So wählen Sie einen Überspannungsschutz für eine Photovoltaikanlage aus

Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften von Photovoltaikanlagen ist es notwendig, speziell für Photovoltaikanlagen entwickelte Überspannungsschutzgeräte zu verwenden. Um zu bestimmen, wie Sie das richtige Überspannungsschutzmodul für Ihre PV-Anlage und ihre Installationen auswählen, müssen Sie Folgendes wissen:

1. Die Betriebstemperatur des Systems;
2. Die Spannung des Systems;
3. Der Nennkurzschlussstrom des Systems.
4. Art des Blitzeinschlags (direkt oder indirekt)
5. Nennentladungsstrom

Auswahl des Überspannungsschutzes auf der AC-Seite

Der zum Schutz der AC-Messung von Photovoltaikanlagen verwendete Überspannungsschutz muss den Anforderungen von IEC 60364-5-53 entsprechen. Insbesondere wird darauf hingewiesen, dass die Arbeitsspannung zwischen der AC-Übertragungsleitung und Erde auf die technische Natur der Wechselrichterstromversorgung zurückzuführen ist und die sinusförmige AC-Arbeitsspannung nicht immer standardisiert ist. Bei der Auswahl des Überspannungsschutzes auf der AC-Seite sollte die Wellenformverzerrung der Arbeitsspannung berücksichtigt werden. Signifikante Spitzen, allgemein als harmonische Stromeffekte bezeichnet. Daher sollten bei der Auswahl eines SPDs nicht nur die verschiedenen verfügbaren Hauptparameter, sondern auch das SPD mit Antiharmonischer Stromwirkung ausgewählt werden.

Auswahl des Überspannungsschutzes auf der DC-Seite

Der Überspannungsschutz auf der DC-Seite der Photovoltaikanlage muss die Anforderungen von IEC 61643-31 erfüllen.
Achten Sie bei der Auswahl außer den grundlegenden Hauptparametern besonders auf zwei Hauptparameter: Ucpv, Iscpv.
Ucpv: Die maximale Dauerbetriebsspannung Ucpv aller SPD-Sicherheitsmodi (positiv/negativ, positiv/Masse und negativ/Masse) sollte unter allen Anwendungsbedingungen größer oder gleich der maximalen Leerlaufspannung Uoc max des PV-Generators sein.
Iscpv: Wenn die Batterie an den Gleichstromkreis angeschlossen ist, müssen zusätzliche Vorschriften eingehalten werden, da der von der Batterie gelieferte Kurzschlussstrom wahrscheinlich viel höher ist als der Strom, den die Photovoltaikanlage liefern kann.

Abschluss

Blitzschlag ist eine der Hauptgefahren, denen die Photovoltaikanlage während des Betriebs ausgesetzt ist. Um den normalen Betrieb der Photovoltaikanlage zu gewährleisten, ist es besonders wichtig, den richtigen Überspannungsschutztyp an einer zuverlässigen Stelle in der Photovoltaikanlage zu installieren.

ETEK Electric bietet Ihnen verschiedene Arten von Überspannungsschutzgeräten. Wenn Sie sich nicht sicher sind, wie Sie ein Überspannungsschutzgerät finden, das Ihre Anforderungen vollständig erfüllt, wenden Sie sich bitte an uns, und wir werden Sie umfassend beraten.