Zakaj so varovalke gPV varnejša izbira za sončne elektrarne
Pri sistemih sončne energije izbira pravih komponent ni samo vprašanje učinkovitosti, ampak gre za ključno varnostno odločitev. Med najpomembnejšimi komponentami so električne varovalke, ki ščitijo sisteme pred prekomernimi tokovi in napakami. Pogosto se pojavi razprava med varovalkami gPV, ki so zasnovane za fotonapetostne (PV) sisteme, in varovalkami gG, ki se uporabljajo v splošnih električnih aplikacijah. Čeprav so varovalke gPV dražje, njihova zasnova posebej obravnava edinstvene izzive sistemov sončne energije, zaradi česar so varnejša izbira.
Pomen standardov pri sončnih elektrarnah
Električne komponente v solarnih sistemih morajo ustrezati strogim standardom, da se zagotovi zanesljivost in varnost. S pričakovanim povečanjem napetostnih zahtev s 1.500 V na 10.000 V DC v prihodnjih letih je uporaba ustreznih komponent, kot so varovalke gPV, pomembnejša kot kdajkoli prej. Video primer prikazuje nevarnosti uporabe napačne varovalke ter tveganja varčevanja na račun kritičnih varnostnih elementov.
gPV proti gG varovalkam
Vse varovalke niso enake. Različne vrste varovalk so zasnovane za specifične aplikacije in električne pogoje. Varovalke gPV so zasnovane za DC napetost in naj se uporabljajo v fotonapetostnih sistemih. So sposobne obvladovati edinstvene električne značilnosti fotonapetostnih sistemov, ki delujejo v drugačnih pogojih kot tradicionalni električni sistemi.
Te varovalke so zasnovane za preprečevanje nastanka loka, ki se lahko pojavi pri prekinitvi tokokroga. To je še posebej pomembno v solarnih aplikacijah, kjer lahko visoke napetosti in tokovi povzročijo nevarne razmere in požare.
V naslednjem primeru si oglejmo, katero vrednost varovalke je treba uporabiti za niz 18 sončnih panelov. Običajno začnemo z ogledom specifikacij sončnih panelov. V tem primeru gre za model BISOL 270, pri čemer nas zanimajo odprta napetost (OCV), tok na maksimalni moči (MPPC) in kratkostični tok (SCC).
Za izračun končne velikosti varovalke je treba običajno upoštevati faktor 1,2 za OCV, če je napetost OCV višja pri nižjih zunanjih temperaturah (39,4 V pri 25°C), kar v tem primeru velja (36,0 V pri 44°C). Vendar pa se lahko, odvisno od namestitve, hladnejših ali toplejših atmosferskih pogojev ter uporabljenih panelov, ta faktor razlikuje, zato se posvetujte s proizvajalcem panelov.
Enačba za najnižjo napetostno varovalko gPV pri nizu 18 panelov je naslednja:
Un ≥ 1,2 * VOC_STC, kar po prejšnjih oznakah pomeni OCV ≥ 1,2 * 39,4 V * 18 ≥ 851,04 V
A kaj pa tok? Prav tako imamo enačbo za varovalke gPV, ki je skladna s smernicami IEC 60 364-7-712:
1,5 * ISC_MOD < In ≤ 2,4 * ISC_MOD, kar v tem primeru pomeni 1,5 * 9,25 < In ≤ 2,4 * 9,25
13,875 A < In ≤ 22,2 A
V tem primeru mora varovalka imeti vrednost med 14 A in 22 A ter vzdržati vsaj 852 V DC. Varovalka, ki ustreza izračunanim specifikacijam, je CH10 gPV 16 A, 1.000 V DC. Vendar ne pozabite, da je treba izračune opraviti za vsak specifičen primer, zato se obrnite na proizvajalca panelov za potrebne podrobnosti.
To je bil praktičen primer uporabe standarda IEC TR 60269-5, ki vam daje potrebne specifikacije, ki jih mora varovalka izpolnjevati v DC sistemu, za varno namestitev.
Varovalke gG so zasnovane za AC napetost in se uporabljajo v sistemih, ki so standardni v gospodinjskih in komercialnih električnih instalacijah. Vendar pa niso primerne za DC okolje, kot je fotonapetostni sistem. Uporaba varovalk gG v fotonapetostnem sistemu lahko povzroči velika tveganja, vključno z možnostjo pregrevanja in požara, kot je prikazano v zgornjem videu. Ker te varovalke niso zasnovane za stalno napetost sončnih panelov, morda ne bodo učinkovito prekinile tokokroga, kadar je to potrebno.
Analiza stroškov in koristi
Na prvi pogled je lahko razlika v ceni med varovalkami gPV in gG mikavna ter vas napelje k razmišljanju o nakupu varovalk gG. Vendar pa lahko prihranek pri varovalkah na dolgi rok privede do veliko višjih stroškov, zlasti kar zadeva varnost in preprečevanje poškodb. Posledice uporabe napačne varovalke lahko vključujejo:
- Povečano tveganje požara: Nepravilna varovalka lahko odpove pri zaščiti sistema, kar lahko vodi v pregrevanje in morebitno vžiganje bližnjih materialov.
- Poškodba opreme: Neprimerna varovalka lahko dopušča prekomerni tok skozi sistem, kar poškoduje sončne panele in drugo priključeno opremo.
- Pravne in zavarovalniške težave: V primeru požara, ki ga povzroči neustrezna oprema, se lahko lastniki stanovanj in podjetij soočijo s pravnimi posledicami ali težavami pri uveljavljanju zavarovalnih zahtevkov.
Zaključek
Čeprav se začetni stroški varovalk gPV morda zdijo visoki, je naložba v te specializirane varovalke ključen korak k zagotavljanju varnosti in učinkovitosti fotonapetostnih sistemov. Uporaba varovalk gPV, zasnovanih za DC napetost, ne le poveča splošno varnost sončnih instalacij, temveč tudi zaščiti vašo naložbo v obnovljivo energijo. Dolgoročne koristi močno presegajo začetne stroške, zaradi česar so varovalke gPV pametna in odgovorna izbira za vsakogar, ki izkorišča moč sonca.