Защита проект солнечные батареи

Защита от перенапряжения систем солнечной энергетики от компании ETI Россия

Солнечная энергетика — это альтернативное направление в энергетике, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения электрической энергии. Это направление активно развивается, в настоящее время, из-за быстрых темпов истощения энергетических ресурсов и ухудшения состояния окружающей среды.

В основе фотоэлектрического преобразования лежит принцип трансформации энергии солнечного излучения в электрическую энергию, с помощью кремниевых полупроводниковых (монокристаллических или поликристаллических) элементов. Солнечные элементы размерами около 12,5х12,5 см генерируют напряжение примерно 0,6 В с максимальным током 3,5 A. Для получения большего напряжения (400 В) солнечные элементы соединяются последовательно. Модули могут иметь площадь от 1,5 до 2,5 м 2 . Такой модуль генерирует постоянное напряжение DC от 30 В до 60 В. На схеме (рис.2) показан комплект соединенных солнечных панелей, с помощью которого можно получить выходное напряжение от 500 В до 700 В DC. Величина напряжения может изменяться в зависимости от освещенности панелей. Каждая солнечная панель генерирует выходной ток величиной от 4 A до 7 A, в зависимости от типа модуля.

К сожалению, оборудование для солнечной энергетики в основном состоит из компонентов с низкой устойчивостью к импульсам перенапряжения и ударным токам. Солнечные панели, устанавливаемые на крышах (рис.1), могут подвергаться коммутационным перенапряжениям, а также перенапряжением, вызванным прямыми ударами молнии.

Следовательно, они должны быть защищены, от прямого атмосферного разряда, внешним устройством молниезащиты. Защиту солнечных батарей от импульсных перенапряжений обеспечивают ограничители перенапряжения ETITEC B-PV и ETITEC CPV (рис.3, 6, 8)

Для увеличения выходной мощности системы, модули соединяются параллельно. Подключенные таким образом панели дают выходной ток в пределах от 250 A до 300 A. Этот ток поступает в преобразователь (инвертор), который преобразует постоянный ток DC в переменный ток AC, используемый для питания отдельных устройств или общей электросети.

ETITEC BPV (T1+T2)

Данная серия ограничителей перенапряжения была специально разработана длязащиты солнечных батарей, от прямых и наведенных (косвенных) импульсов перенапряжения.

На рис. 3-5 показаны ограничитель перенапряжения ETITECB –PV 550(1000)/12,5(10/350), его структурная схема и подключение ограничителей B-PV по схеме Т, соответственно.

Ограничители ETITEC B-PV позиционируются, как комбинированные устройства, совмещающие в себе ограничители Типа 1 и Типа 2 (Класс I+II/В+С). Номинальный импульсный ток этих ограничителей составляет Iimp = 12,5 kA на один полюс, максимальный токовый импульс Imax= 40 kA. Конструкция ограничителя перенапряжения состоит из двух параллельно соединенных варисторных элементов, каждый из которых защищен тепловым расцепителем. Серия ограничителей RC оборудована блоком контактов дистанционной сигнализации повреждения варистора.

ETITEC CPV (T1+T2)

Данная серия ограничителей перенапряжения была специально разработана для защиты солнечных батарей,от наведенных (косвенных) импульсов перенапряжения (рис.6-9).

Ограничители перенапряжения ETITEC СPV позиционируются, как ограничители Типа 2 (Класс II/С). Номинальный импульсный ток этих ограничителей составляет Iimp = 20 kA (8/20) на один полюс, максимальный токовый импульс Imax= 40 kA (8/20) на один полюс. Конструкция ограничителя перенапряжения состоит из двух (трех) параллельно соединенных варисторных элементов, каждый из которых защищен тепловым расцепителем. Серия ограничителей RC оборудована блоком контактов дистанционной сигнализации повреждения варистора.

Принцип применения ограничителей BPV, СPV в устройствах солнечной энергетики для зданий с внешней молниезащитой (LPS)

В случае, когда расстояние между солнечной панелью и инвертором AC/DC превышает L > 7 м (рис.10), необходимо установить на этом отрезке 2 ограничителя ETITEC BPV – (1) и (2) (рис.11), или С-PV – (1) и (2) (рис.12). Если расстояние L 7 м, то применение ограничителя (2) необязательно.

По материалам ООО «ETI Украина»

Источник

Молниезащита и защита от перенапряжений солнечных панелей

Установка солнечных панелей (фотоэлектрической системы) является одним из наиболее популярных методов автономной (или дополнительной) электрификации объектов.
В связи со столь стремительным развитием солнечной энергетики, особенно актуальным становится вопрос о защите данной системы от различных негативных воздействий.
Поскольку солнечные панели чаще всего устанавливаются на крыше здания или на другом открытом участке пространства, необходимо в первую очередь обеспечить их молниезащиту и защиту от импульсных перенапряжений.

При выборе защитных мер нужно в первую очередь помнить, что только комплексный подход к организации как внешней, так и внутренней молниезащиты может обеспечить сохранность дорогостоящего оборудования фотоэлектрической системы от последствий грозовой деятельности.

Мы рады предложить Вам комплекс мер, позволяющий учесть все возможные негативные воздействия молнии на фотоэлектрическую систему.

Рисунок 1. Объект, оснащенный фотоэлектрической системой

Основные преимущества:

• Индивидуальный подход в разработке системы внешней молниезащиты – Вам будет предоставлено техническое решение, разработанное в строгом соответствии с конфигурацией Вашего объекта и полностью удовлетворяющие современным требованиям в области молниезащиты.
• Современные, долговечные и удобные в монтаже комплектующие внешней молниезащиты.

• Комплексное решение для защиты от импульсных перенапряжений (внутренняя молниезащита) – подбор УЗИП, обеспечивающих защиту фотоэлектрической установки во всех наиболее важных ее узлах.
• Уникальные характеристики УЗИП — наши устройства ограничивают перенапряжения до максимально безопасных уровней.
• Универсальные устройства – позволяют совместить в одном корпусе несколько видов защиты; это обеспечивает компактность размещения и экономию средств.

Внешняя молниезащита объекта, оснащенного фотоэлектрической системой

В первую очередь необходимо организовать систему внешней молниезащиты, обеспечивающую попадание всей наружной части фотоэлектрической системы в защитную зону. Как рассчитать защитную зону внешней молниезащиты – мы уже писали ранее.

Кроме того, необходимо учесть некоторые специфические особенности объекта, оснащенного фотоэлектрической системой. Молниеприёмные стержни должны быть удалены от солнечных панелей таким образом, чтобы предотвратить воздействие токов молнии на систему. Минимальное рекомендованное расстояние между этими элементами — 0,5м (см. Рис.2).

Если невозможно выдержать рекомендованное расстояние, необходимо выполнить прямое электрическое соединение между системой внешней молниезащиты и рамой солнечных панелей. Это необходимо чтобы предотвратить протекание уравнивающих токов через рамную конструкцию панелей. Следовательно, электрическое соединение должно быть выполнено только с одной стороны, предпочтительно как можно ближе к токоотводам.

Рисунок 2. Минимальные допустимые расстояния от внешней молниезащиты до фотоэлектрической системы

Защита от импульсных перенапряжений*

В частном случае можно выделить два основных пути проникновения импульсных перенапряжений в систему:

• сеть постоянного тока (от солнечной панели до инвертора);
• сеть переменного тока (от инвертора и/или от питающей линии, если установка не автономна, до главного распределительного щита).

Соблюдение минимальных допустимых расстояний от элементов внешней молниезащиты до фотоэлектрической системы (см. Рис.2), позволяет избежать попадания частичных токов молнии в цепь постоянного тока***. Соответственно, в этом случае правильным будет применение УЗИП класса 2. (Подробнее о классификации УЗИП Вы можете почитать по ссылке.)

1. Защита сети постоянного тока

Наиболее уязвимыми и наиболее дорогостоящими элементами фотоэлектрической системы являются контроллер и инвертор, поэтому в первую очередь необходимо обеспечить их защиту по стороне постоянного тока.

Следует обратить внимание, что номинальное напряжение УЗИП должно быть на 20% больше напряжений разомкнутой цепи (холостого хода) Вашей солнечной батареи. Это напряжение считается как сумма Uoc каждой панели (при последовательном их соединении). Uoc должно быть указано производителем солнечных модулей в технических характеристиках.

Место установки УЗИП – перед контроллером или перед инвертором, если он включает в себя функции контроллера.

Для применения в сетях постоянного тока мы предлагаем несколько серий УЗИП, рассчитанных на номинальное напряжение от 48 до 1000 В.

Наименование УЗИП	Артикул	Номинальное напряжение DC
EnerPro48V/100A-Tr	LE-382-070	48 В
EnerPro CV 2P 65V/63A-LED	LE-382-080	65 В
EnerPro CV 2P 100V/63A-LED	LE-382-086	100 В
CT PV-T2/2-0/600	LE-960-220	600 В
CT PV-T2/2-0/1000	LE-960-222	1000 В

2. Защита сети переменного тока

Для организации комплексной защиты необходимо так же установить УЗИП класса 2 на выходе инвертора (по стороне переменного тока). Для этих целей мы рекомендуем использовать данное устройство:

Опасный импульс перенапряжения может попасть в оборудование и со стороны питания переменным током, поэтому в главный распределительный щит мы рекомендуем установить комбинированный УЗИП PowerPro BCD класса 1+2+3. Одного такого устройства достаточно, чтобы защитить оборудование в доме.****

В зависимости от того, каким образом у Вас выполнено заземление защитного проводника (схема TN-C-S или TT), Вы можете выбрать одно из подходящих для Вас устройств:

Примечания

*В примере рассматриваются фотоэлектрические установки мощностью до 10 кВт.

**В примере приведена фотоэлектрическая установка с Uoc≤48 В.

***В случае, если минимальные расстояния не соблюдены и внешняя молниезащита имеет электрическую связь с элементами фотоэлектрической системы, в сети постоянного тока необходимо применение УЗИП класса 1.

****При наличии особо чувствительной аппаратуры, возможна установка дополнительных УЗИП класса 3 в ближайшие к ней локальные распределительные щиты или применение УЗИП класса 3, встроенных в розетку питания.

УЗИП для защиты фотоэлектрических систем

Уникальное комбинированное УЗИП с очень низким напряжением ограничения, предназначено для применения в трехфазных сетях с режимом нейтрали TN-S (TN-C-S) напряжением 220/380 В,
50 Гц.

LE-373-960
Максимальный импульсный ток молнии (10/350 мкс)	100 кА
Напряжение ограничения Up (не более):	1,0 кВ
Максимальное рабочее напряжение:	255 В

УЗИП предназначено для использования в трехфазных электрических сетях с режимом нейтрали TN-S

• номинальный импульсный ток молнии (8/20 мкс) Iimp 20 кА;
• максимальный импульсный ток молнии (8/20 мкс) Iimp 40 кА;
• сменный блок защиты.

УЗИП для применения в сетях постоянного тока номинальным напряжением 48 В.

• Высокий уровень защиты;
• подходит для применения в сетях с рабочим током до 100 А;
• отсутствуют токи утечки;
• монтируется на DIN-рейку 35 мм;
• оснащено сигнализацией состояния;
• имеет многофункциональные клеммы для различных проводников и шин;
• дополнительный контакт дистанционной сигнализации (Rk версия).

С полным ассортиментом УЗИП можно ознакомиться на соответствующих страницах нашего сайта.

Индивидуальный подбор

В данном примере рассмотрены только наиболее вероятные пути проникновения импульсных перенапряжений в фотоэлектрическую систему и описан лишь общий подход к выбору защитных мер и устройств.

В случае, если Ваша фотоэлектрическая установка имеет дополнительные источники питания (ВЭС/дизель-генератор/др.), иную схему подключения (электрическую схему), дополнительные элементы, такие как слаботочное измерительное оборудования или щит индикации, а так же если система аккумуляторных батарей расположена на значительном расстоянии от места установки УЗИП постоянного тока, Вы всегда можете обратиться в наш технический центр и мы подберем Вам индивидуальное решение, обеспечивающее комплексную защиту всех этих систем.

Обширная номенклатура предлагаемых нами УЗИП позволяет нам подобрать индивидуальный комплекс защиты, удовлетворяющий всем требованиям надежности и эффективности.

Купить

Ознакомиться с действующими ценами и приобрести необходимые устройства для защиты от импульсных перенапряжений можно в удобном интернет-магазине на отдельной странице «Купить».

Источник