Naarmate fotovoltaïsche (PV) systemen zich ontwikkelen naar hogere spanningen en een grotere capaciteit, heeft de juiste keuze van zekeringen – een belangrijk onderdeel van het DC-beveiligingssysteem – directe invloed op de veiligheid, stabiliteit en levensduur van het gehele PV-systeem. Als de nominale stroom van de zekering te laag is, kan deze regelmatig ontploffen vanwege normale bedrijfsstromen. Omgekeerd, als de nominale stroom te hoog is, kan de zekering het circuit mogelijk niet op tijd onderbreken voordat de fout optreedt, waardoor schade aan de apparatuur of zelfs veiligheidsincidenten ontstaat. Daarom is de juiste selectie van de nominale stroom en spanning van PV-zekeringen een belangrijke stap in het ontwerp van PV-systemen.
Waarom kiezen voor de juiste PV-zekering?
Zonne-PV-systemen bestaan voornamelijk uit PV-assemblage, combinerboxen, omvormer, energieopslagapparaat en bijbehorend beveiligingsapparaat. Omdat fotovoltaïsche arrays gelijkstroom (DC) produceren - die, in tegenstelling tot AC, van nature niet door nul gaat - is de boog moeilijker te doven in het geval van kortsluiting of overstroom. Daarom vereisen PV-systemen speciaal ontworpen DC PV-zekeringen in plaats van standaard AC-zekeringen.
Met de juiste selectie van zekeringen kunnen de volgende doelstellingen worden bereikt:
Snelle kortsluitingsfout, bescherm PV-assemblage en glasvezelkabel;
Voorkom escalatie van foutstromen en verminder brandrisico's.
Verbeter de operationele betrouwbaarheid van omvormers en combinerapparatuur;
Verlaag de onderhoudskosten en verleng de totale levensduur van het systeem.
Hoe wordt de nominale stroom geselecteerd?
Nominale stroom is een van de belangrijkste parameters van PV-zekeringen. Bij de selectie moet rekening worden gehouden met kortsluitstroom, omgevingstemperatuur en continue bedrijfsomstandigheden van de fotovoltaïsche installatie.
Over het algemeen moet de nominale stroom van de zekering de maximale bedrijfsstroom van de PV-module overschrijden, terwijl een bepaalde veiligheidsmarge behouden blijft. De industrie volgt over het algemeen dit principe:
Nominale stroom ontsteker Groter dan of gelijk aan 1,25 × kortsluitstroom van PV-module (Isc)
Als een module bijvoorbeeld een kortsluitstroom- van 13 A heeft, is de berekeningswaarde:
13A × 1.25 = 16.25A
In dit geval wordt meestal gekozen voor een PV-zekering van 20 A in plaats van een model van 15 A om storende uitschakeling tijdens normaal bedrijf te voorkomen. Als het systeem in een omgeving met hoge temperaturen wordt geïnstalleerd, zal de stroomcapaciteit van de zekering- afnemen naarmate de temperatuur stijgt; daarom moeten er aanpassingen worden gedaan aan de temperatuurreductiecurve van de fabrikant. Dit is vooral belangrijk voor projecten op locaties zoals woestijnen of daken die worden blootgesteld aan hoge temperaturen.
Bovendien moet voor fotovoltaïsche arrays met meerdere parallelle strings rekening worden gehouden met een inverse stroom. Als één segment uitvalt, kan een ander parallel segment een grote hoeveelheid tegenstroom in het foutsegment injecteren; bijgevolg moet de zekering normale bedrijfsstromen kunnen verwerken, terwijl hij snel doorslaat in het geval van een tegengestelde foutstroom.
Hoe selecteer ik de nominale spanning?
Naast de huidige parameters is de nominale spanning even belangrijk.
De nominale spanning van de PV-zekering moet gelijk zijn aan of groter zijn dan de maximale gelijkstroomspanning die in het systeem kan optreden. Anders zijn de zekeringen, ook al kunnen ze ontploffen, mogelijk niet effectief bij het doven van de DC-boog en vormen ze een ernstig veiligheidsrisico.
De huidige spanningsniveaus die gewoonlijk in PV-systemen worden gebruikt, zijn onder meer:
600 V gelijkstroom
1000 V gelijkstroom
1500 V gelijkstroom
De afgelopen jaren maken grote op de grond{0}}geïnstalleerde elektriciteitscentrales steeds vaker gebruik van 1500 V DC-systemen om lijnverliezen en kabelkosten te verminderen en tegelijkertijd de efficiëntie van de energieopwekking te vergroten. Daarom moet voor 1500V-systemen een speciale PV-zekering met een vermogen van 1500V DC worden geselecteerd; a 1000V-producten kunnen niet als alternatief worden gebruikt.
Bij een praktische keuze moet de open- open circuitspanning (Voc) van het systeem worden berekend, rekening houdend met de lokale minimale omgevingstemperatuur. Omdat lage temperaturen kunnen leiden tot een hogere uitgangsspanning van de module, gebruiken ontwerpers doorgaans maximale nullastspanningen - aangepast aan de laagste omgevingstemperatuur - als basis voor hun selectie om ervoor te zorgen dat zekeringen veilig werken onder extreme omstandigheden.
Welke andere technische parameters vereisen aandacht?
Naast de nominale stroom en de nominale spanning moet er rekening gehouden worden met de volgende factoren:
Gebroken capaciteit
Het ontkoppelingsvermogen is de maximale foutstroom die een zekering veilig kan onderbreken. Grote fotovoltaïsche installaties hebben vaak last van grote kortsluitstromen. Daarom moeten producten met voldoende fragmentatiecapaciteit worden geselecteerd om betrouwbare onderbrekingen tijdens storingen te garanderen.
Tijd-Huidige kenmerken
Speciale zekeringen voor fotovoltaïsche cellen hebben doorgaans beschermende eigenschappen die zijn geoptimaliseerd voor PV-systemen; ze zijn ontworpen om normale stroomschommelingen te weerstaan die worden veroorzaakt door het opstarten van modules en omgevingsveranderingen, terwijl ze ook snel reageren in geval van storing. Productcertificering
Fotovoltaïsche zekeringen van hoge-kwaliteit voldoen doorgaans aan internationale normen zoals IEC 60269-6 en UL 248-19 en zijn gecertificeerd als TÜV en CE. Deze certificeringen tonen aan dat het product uitvoerig is getest om een grotere veiligheid, betrouwbaarheid en consistentie te garanderen.
Aanpassingsvermogen aan het milieu
Outdoor PV-projecten worden blootgesteld aan hoge temperaturen, lage temperaturen, UV-straling, hoge temperaturen, vochtigheid, zoutnevel, stof en andere zware omstandigheden. Daarom moet de zekering uitstekende corrosiebestendigheid, weersbestendigheid en stabiliteit op lange termijn hebben.
Veel voorkomende selectievalkuilen
Tijdens de projectimplementatie maken gebruikers vaak de volgende fouten:
Gebruik standaard AC-zekeringen in plaats van PV-specifieke DC-zekeringen;
Selecteer de zekering alleen op basis van het nominale vermogen van de apparatuur en negeer de kortsluitstroom van de module.
Selecteer een nominale spanning die lager is dan de maximale gelijkspanning van het systeem;
Negeer de vermindering van de capaciteit van de drager als gevolg van de omgevingstemperatuur;
Er wordt geen rekening gehouden met het effect van tegenstroom op de configuratie van parallelle strings.
Deze problemen kunnen de effectiviteit van de bescherming beïnvloeden en zelfs leiden tot het falen van de bescherming tijdens het falen. Daarom moeten de systeemparameters en bijbehorende normen strikt in acht worden genomen tijdens het berekenings- en selectieproces van de ontwerpfase.
Conclusie:
Hoewel fotovoltaïsche zekeringen kleine beveiligingselementen zijn, spelen ze een cruciale rol bij het garanderen van de veilige werking van het gehele fotovoltaïsche systeem. Een juiste selectie van de nominale stroom en spanning kan niet alleen PV-componenten, omvormers en kabels effectief beschermen, maar ook het uitvalpercentage van het systeem verminderen en de bedrijfsefficiëntie van de installatie verbeteren. Met de toenemende populariteit van 1500 V hoog-PV-systemen en grootschalige- energieopslagprojecten zal de selectie van zekeringen zich steeds meer richten op hoge fragmentatiecapaciteit, hoge betrouwbaarheid en stabiliteit op lange- termijn. Ontwerpers moeten een uitgebreide evaluatie uitvoeren op basis van de elektrische parameters van het systeem, de bedrijfsomgeving en internationale normen om de -lange termijn, veilige en efficiënte werking van PV-energiecentrales te garanderen.
Veelgestelde vragen
1. Kunnen standaard AC-zekeringen worden gebruikt in plaats van PV-zekeringen?
Nee. AC-zekeringen hebben geen vlamboogdovend vermogen en kunnen niet voldoen aan de DC-beveiligingseisen van PV-systemen.
2.Is de hogere nominale stroom van een PV-zekering veiliger?
Nee. Een te hoge nominale stroom vermindert de gevoeligheid van de overstroombeveiliging en kan voorkomen dat het circuit op tijd wordt losgekoppeld vanwege een storing. Daarom moet de nominale stroom op de juiste manier worden geselecteerd in overeenstemming met de kortsluitstroom van de module en de ontwerpspecificaties.
3. Waarom moeten fotovoltaïsche systemen van 1500 V zekeringen van 1500 V gebruiken?
Omdat de nominale spanning van de zekering niet lager mag zijn dan de maximale bedrijfsspanning van het systeem, kan de zekering er anders niet in slagen de DC-boog na detonatie effectief te doven, waardoor de veiligheid van apparatuur en personeel in gevaar komt.
