Fotovoltaična elektrarna pretvarja sončno energijo v električno. Vendar se ta električna energija razlikuje od tradicionalne električne energije iz omrežja, ker gre za enosmerni tok (DC). Zato je za zaščito opreme in sistema fotovoltaične elektrarne potrebna serija enosmernih odklopnikov, enosmernih varovalk in enosmernih prenapetostnih zaščit. V tem članku bomo podrobno razpravljali o funkcijah in uporabi teh električnih izdelkov z enosmernim tokom.
1. DC odklopniki
DC odklopniki so zaščitne naprave, ki se uporabljajo za prekinitev enosmernih tokokrogov. Njihova glavna funkcija je samodejno prekiniti tokokrog v primeru okvare ali neobičajne situacije za zaščito varnosti opreme in osebja. Vloga enosmernih odklopnikov v fotovoltaičnih elektrarnah je podobna vlogi zračnih stikal v izmeničnih elektrarnah. V električnih zaščitnih sistemih so enosmerni odklopniki bistvene naprave. Na voljo so v različnih nazivnih tokovih in napetostih za izpolnjevanje različnih aplikacijskih zahtev.
2. DC varovalke
DC varovalke so naprave, ki se uporabljajo za zaščito tokokrogov DC. Njihova glavna funkcija je samodejni odklop tokokroga v primeru preobremenitve ali kratkega stika za zaščito varnosti opreme in osebja. Za razliko od enosmernih odklopnikov so enosmerne varovalke enkratne zaščitne naprave, ki jih je treba zamenjati, ko se sprožijo. V fotovoltaičnih elektrarnah so enosmerne varovalke običajno nameščene na izhodnem koncu sončnih kolektorjev za zaščito sončnih kolektorjev in njihovih serijskih tokokrogov.
3. DC prenapetostne zaščite
DC prenapetostne zaščite so naprave, ki se uporabljajo za zaščito enosmernih tokokrogov. Njihova glavna naloga je omejiti prenapetost na varno območje za zaščito varnosti opreme in osebja v primeru prenapetosti v tokokrogu. DC prenapetostne zaščite so običajno nameščene na izhodnem koncu sončnih kolektorjev za zaščito sončnih kolektorjev in njihovih serijskih tokokrogov. V fotovoltaičnih elektrarnah lahko zaradi okoljskih dejavnikov in drugih razlogov pride do prenapetostnih situacij. Zato so enosmerne prenapetostne zaščite zelo pomembne električne zaščitne naprave.
4. Električna zaščita na ravni komponente
V fotovoltaičnih elektrarnah potrebuje vsaka sončna plošča neodvisen električni zaščitni sistem. To pomeni, da vsak solarni panel potrebuje neodvisen enosmerni odklopnik, enosmerno varovalko in enosmerno prenapetostno zaščito. Te zaščitne naprave lahko preprečijo napake, kot so kratki stiki, preobremenitve in prenapetosti v solarnih kolektorjih, ter tako zaščitijo stabilnost in zanesljivost celotnega sistema.
5. Centralizirana električna zaščita
Poleg električne zaščite na ravni komponente obstaja bolj centraliziran sistem električne zaščite. Centraliziran električni zaščitni sistem zaporedno poveže vse sončne kolektorje, nato pa uporabi centraliziran enosmerni odklopnik, enosmerno varovalko in enosmerno prenapetostno zaščito za zaščito celotnega serijskega vezja solarnih kolektorjev. Ta centralizirani zaščitni sistem lahko zmanjša število opreme in linij ter tako zmanjša stroške in stopnjo napak sistema.
6. Standardi električne varnosti
Za vsako električno opremo in sistem morajo biti izpolnjeni posebni varnostni standardi. V fotovoltaičnih elektrarnah ti standardi vključujejo IEC 61730 in IEC 62109. Ti standardi določajo varnostne zahteve in preskusne metode za električno opremo in sisteme, da se zagotovi zanesljivost in varnost sistema.
7. Ukrepi za zaščito fotovoltaičnih elektrarn pred strelo
Ker so oprema in sistemi fotovoltaičnih elektrarn običajno nameščeni v zunanjih okoljih, je treba izvesti vrsto ukrepov za zaščito pred strelo. Ti ukrepi vključujejo ozemljitev, strelovode, prenapetostne zaščite in naprave za zaščito pred strelo. Te naprave in tehnologije lahko zaščitijo opremo in sisteme fotovoltaičnih elektrarn pred učinki naravnih nesreč, kot je strela.
Če povzamemo, električni zaščitni sistem fotovoltaičnih elektrarn vključuje različne naprave in tehnologije, kot so enosmerni odklopniki, enosmerne varovalke, enosmerne prenapetostne zaščite, električna zaščita na ravni modula in centralizirana električna zaščita. Te naprave in tehnologije lahko zaščitijo opremo in sisteme fotovoltaičnih elektrarn pred okvarami in naravnimi nesrečami, kot so kratki stiki, preobremenitve, prenapetosti in strele, s čimer izboljšajo zanesljivost in varnost sistema.
