1.Verborgen gevaren achter de snelgroeiende fotovoltaïsche industrie

De wereldwijde markt voor fotovoltaïsche panelen is de afgelopen jaren in een verbazingwekkend tempo gegroeid, als een raket. Ik herinner me nog goed dat ik vijf jaar geleden de zonne-energiebeurs in Duitsland bezocht, waar de gangbare modules een vermogen van ongeveer 300W hadden. Nu zie je vaak bifaciale panelen van 600W of meer. Te midden van deze explosieve groei wordt echter een cruciaal aspect vaak over het hoofd gezien: de beveiliging van het systeem.

Vorig jaar behandelde ons bedrijf een zaak uit Turkije: een grondgebonden elektriciteitscentrale van 5 MW. Drie maanden na de aansluiting op het net brandden vier omvormers achter elkaar door. Tijdens het onderzoek ter plaatse bleek dat de eigenaar kosten had bespaard door de overspanningsbeveiliging aan de DC-zijde weg te laten. Het uiteindelijke verlies bedroeg meer dan 200.000 dollar, genoeg om honderden hoogwaardige overspanningsbeveiligingen aan te schaffen. Dergelijke lessen zijn niet ongebruikelijk in de sector.

2."Spanningsmoordenaars" waarmee fotovoltaïsche systemen te maken krijgen

2.1Blikseminslag: de gevaarlijkste bedreiging

Ik ben een project tegengekomen in Hainan dat de opwekking van zonne-energie uit vis. In dat gebied zijn er jaarlijks meer dan 90 dagen met onweer. De operationeel supervisor vertelde me dat ze, voordat ze een overspanningsbeveiliging (SPD) installeerden, elk jaar tijdens het onweerseizoen constant op hun hoede waren. Het ernstigste incident was een blikseminslag die ervoor zorgde dat alle stringomvormers in de hele installatie tegelijk uitvielen.

Interessant genoeg denken veel mensen dat alleen directe blikseminslagen gevaarlijk zijn. Onze detectiegegevens tonen echter aan dat blikseminslagen binnen een straal van 3 kilometer een geïnduceerde spanningspiek kunnen veroorzaken die sterk genoeg is om apparatuur te beschadigen. Er was ooit een Braziliaans project waarbij de blikseminslag plaatsvond op een naburige boerderij, maar toch alle monitoringsmodules van het fotovoltaïsche systeem uitvielen.

2.2Netschommelingen: de onzichtbare moordenaar

Toen we vorig jaar betrokken waren bij de ingebruikname van een dakproject in Vietnam, registreerden we verbazingwekkende gegevens: de spanningsschommelingen van het lokale elektriciteitsnet tijdens piekuren van het elektriciteitsverbruik bedroegen vaak meer dan 15%. Deze continue spanningsvervorming is schadelijker voor de levensduur van apparatuur dan kortstondige spanningspieken.

Het meest problematische aspect is de piekspanning die door het zonnepanelensysteem zelf wordt opgewekt. Denk bijvoorbeeld aan een test met een bepaald merk omvormer, waarbij de spanningspiek tijdens het uitschakelen maar liefst vier keer zo hoog was als de nominale spanning! Deze "zelfgegenereerde en zelfverbruikte" piekspanning wordt door veel huiseigenaren over het hoofd gezien.

3.Hoe beschermt SPD het fotovoltaïsche systeem?

3.1Meerlaagse bescherming: trek een "kogelwerend vest" aan voor het systeem.

Een goed beveiligingssysteem moet als een ui zijn, met meerdere verdedigingslagen. We raden klanten doorgaans aan om een ​​systeem te kiezen dat...drieledige beschermingsstrategie:

Arrayniveau:Installeer een type 2 overspanningsbeveiliging (SPD) bij de verdeelkast om te beschermen tegen de meeste geïnduceerde blikseminslagen.

Omvormerniveau: Gebruik een speciale fotovoltaïsche SPD aan de DC-ingangszijde. Besteed speciale aandacht aan de keuze van de Uc-spanning.

Netwerkaansluitpunt:Installeer een overspanningsbeveiliging (SPD) die is aangepast aan de lokale netkenmerken aan de wisselstroomzijde.

3.2Misverstand bij selectie: Hoe hoger de parameter, hoe beter

Het komt vaak voor dat klanten blindelings hoge Imax-waarden nastreven. In werkelijkheid is voor de meeste decentrale projecten een ontladingscapaciteit van 20 kA voldoende. De sleutel ligt in:

- Spanningsaanpassingsvermogen (Uc ≥ 1,2 × maximale systeemspanning)

- Restspanningsniveau (Dit is cruciaal, omdat het bepaalt of de apparatuur daadwerkelijk beveiligd kan worden)

- Functie voor het aangeven van degradatie (Dit is uiterst belangrijk, omdat het "zombie-SPD" kan voorkomen)

Een Australische klant stond erop een overspanningsbeveiliging (SPD) met een nominale stroomsterkte van 40 kA te installeren. Door de keuze voor een te lage Uc-spanning raakte de SPD echter voortijdig verouderd bij een lichte belasting van het systeem.

3.3Laat tekortkomingen in de bescherming uw beleggingsrendement niet drukken.

Ik heb te vaak meegemaakt dat zorgvuldige huiseigenaren veel geld uitgeven aan hoogwaardige componenten, maar overdreven voorzichtig zijn met de beveiliging van hun systeem. Een goed ontworpen overspanningsbeveiliging (SPD) vertegenwoordigt doorgaans slechts 0,3% tot 0,5% van de totale projectkosten, terwijl het meer dan 80% van de stroomstoringen kan voorkomen.

Het wordt aangeraden dat iedereen tijdens de ontwerpfase rekening houdt met het volgende:

- Lokale gegevens over onweersdagen (die gemakkelijk te verkrijgen zijn bij het meteorologisch bureau)

- Rapporten over de kwaliteit van het elektriciteitsnet

- Normen voor overspanningstolerantie vastgesteld door fabrikanten van apparatuur

Conclusie

Om een ​​fotovoltaïsch systeem 25 jaar lang stabiel te laten werken, is betrouwbare overspanningsbeveiliging essentieel. Het is vergelijkbaar met werken op hoogte zonder veiligheidsgordel – misschien lukt het je de eerste 99 keer om veilig te blijven, maar de 100e keer kan het je duur komen te staan.