Aperçu
Les grèves surprise indirectes sont destructives. Les observations anecdotiques au sujet de l'activité de foudre sont habituellement un indicateur pauvre du niveau de la surtension causée par la foudre dans des rangées de picovolte. Les grèves surprise indirectes peuvent facilement endommager les composants sensibles dans l'équipement de picovolte, qui a souvent un coût élevé pour réparer ou remplacer les composants endommagés, et affectent la fiabilité de système de picovolte. La surtension dépend des conditions installés de chaque système de picovolte et des câblages.
Des systèmes de picovolte sont exposés dans les grands espaces ouverts, typiquement dans les domaines ou sur les dessus des bâtiments. Les nuages de pluie chargés qui s'accumulent au-dessus de tels champs ouverts ont la propension de libérer la charge sous forme de foudre. Quand ceci se produit, une montée subite de tension est susceptible de se produire. Plus le champ est la destruction plus probable est de se produire expansif.
Quand un système de picovolte est situé sur un site industriel, les opérations commerciales et l'équipement sont également au péril. Les inverseurs sont chers, mais pour des applications industrielles, un échec bien plus cher est le coût du temps d'arrêt.
Quand grève surprise un système solaire de picovolte, il cause un courant passager et une tension induits dans les boucles solaires de système de picovolte. Ces courants passagers et tensions apparaîtront sur les terminaux d'équipement et l'isolation de cause probable et les échecs diélectriques dans le picovolte solaire électrique et des composants de l'électronique tels que les panneaux de picovolte, l'inverseur, contrôle et matériel de transmissions, aussi bien que dispositifs dans l'installation de construction. La boîte de rangée, l'inverseur, et le dispositif de MPPT (traqueur maximum de point de puissance) ont les points les plus élevés d'échec.
Pour empêcher la haute énergie de passer par l'électronique et d'endommager à haute tension le système de picovolte, les montées subites de tension doivent avoir un chemin à rectifier. Pour faire ceci, toutes les surfaces conductrices devraient être directement fondues et tout le câblage qui entre dans et sort du système (tel que des câbles Ethernet et des canalisations à C.A.) soit couplé pour rectifier par un SPD.
Un dispositif de protection de montée subite est nécessaire pour chaque groupe des ficelles dans la boîte de rangée, la boîte de recompositeur, aussi bien que le débranchement de C.C.
Sélection et installation de dispositif de protection de montée subite pour des systèmes de picovolte
Les systèmes de picovolte ont des caractéristiques uniques, qui donc exiger l'utilisation des SPD qui sont spécifiquement conçus pour des systèmes de picovolte.
Les systèmes de picovolte ont des tensions de système élevées de C.C jusqu'à 1500 volts. Leur point de puissance maximum fonctionne seulement à quelques percentiles au-dessous du courant du court-circuit du système.
Pour déterminer le module approprié de SPD pour le système de picovolte et son installation, vous devez savoir :
la foudre autour de la densité instantanée ;
la température de fonctionnement du système ;
la tension de système ;
l'estimation actuelle du court-circuit du système ;
le niveau de la forme d'onde contre lequel est être protégée (foudre indirecte ou directe) ;
le courant dérivé nominal.
Les conditions de SPD pour une installation qui est protégée par un système externe de protection contre la foudre (LPS) dépendent de la classe choisie des LPS et si la distance de séparation entre les LPS et l'installation de picovolte est d'isolement ou non isolée. Détails du CEI 62305-3 les conditions de distance de séparation pour LPS externes.
Pour avoir un effet protecteur, le niveau de protection de la tension d'un SPD () devrait être 20 % inférieur à la résistance diélectrique de l'équipement terminal du système.
Il est important d'employer un SPD avec un court-circuit résistent à plus grand actuel que le courant de court-circuit de la ficelle de rangée solaire que le SPD est relié à. Le SPD qui est fourni sur la sortie de C.C doit avoir un C.C MCOV égal ou plus grand qu'à la tension de système photovoltaïque maximum du panneau.
SPD pour le côté de C.C des systèmes photovoltaïques
Les sources de picovolte ont des caractéristiques très différentes de courant et de tension que des sources traditionnelles de C.C : elles ont une caractéristique non linéaire et causent la persistance à long terme des arcs mis à feu. Par conséquent, les sources actuelles de picovolte exigent non seulement de plus grands commutateurs de picovolte et des fusibles de picovolte, mais également un disconnector pour le dispositif de protection de montée subite qui est adapté à cette nature unique et capable de faire face aux courants de picovolte.
Des SPD installés du côté de C.C doivent toujours être spécifiquement conçus pour des applications de C.C. L'utilisation d'un SPD du côté incorrect à C.A. ou de C.C est dangereuse dans des conditions de panne.
Installation
Des SPD devraient toujours être installés d'amont des dispositifs qu'ils vont se protéger. NFPA 780 12.4.2.1 indique que la protection de montée subite sera assurée sur la sortie de C.C du panneau solaire contre le positif à la terre et au négatif pour rectifier, au combinateur et à la boîte de recompositeur pour les panneaux solaires multiples, et à la sortie à C.A. de l'inverseur.
L'installation appropriée d'un SPD se fonde sur trois valeurs, qui sont :
tension continue maximum d'opération de : La tension que le SPD activera.
niveau de protection de tension de : La catégorie de la surtension de l'équipement doit être plus haute que le niveau de protection de la tension du SPD.
courant dérivé nominal de : La valeur de crête de la forme d'onde (8/20 de μs pour le type - 2 SPD) que le SPD est capable de la résistance après les montées subites répétitives.
Comment combiner des SPD avec des inverseurs
Des fermes de picovolte sont composées de l'équipement très sensible qui a besoin de protection expansive. Puisque les fermes de picovolte créent la puissance du courant continu (C.C), les inverseurs (qui sont nécessaires pour convertir cette puissance de C.C en C.A.) sont un composant essentiel à leur production électrique. Malheureusement, les inverseurs sont non seulement fortement susceptibles des grèves surprise mais ils sont incroyablement chers.
NFPA 780 12.4.2.3 exige des SPD supplémentaires à l'entrée de C.C de l'inverseur si l'inverseur de système est plus de 30 mètres du combinateur ou de la boîte de recompositeur le plus étroit.
Installez le SPD entre les fusibles et l'inverseur s'il y a les protecteurs de ficelle (tels que des fusibles, des briseurs de C.C ou des diodes de ficelle)
Pour relier un SPD quand il y a un inverseur avec une boite à fusible intégrée, assurez-vous que les fusibles internes sont déviés et que les fusibles de ficelle externes sont reliés.
Des inverseurs de ficelle devraient être installés aussi étroitement sur les ficelles comme possible. Les câbles de SPD qui se relient au réseau de L+/L-, et entre le TB du SPD et la barre omnibus de la terre, doivent être moins de 2,5 mètres. Plus les câbles de connexion sont courts, le plus efficace et rentable la protection seront.
Pour des inverseurs avec seulement un traqueur de MPP, combinez la ficelle avant l'inverseur et reliez-les au SPD au moment où l'interconnexion.
Des combinaisons de SPD devraient être prévues pour chaque entrée quand l'inverseur a les traqueurs multiples de MPP. Un SPD doit être employé pour chaque entrée qui est fondue avec une diode de ficelle.
Références
[1] guide de protection contre la foudre, norme d'en DIN 62305 - 3, 2014.
[norme de 2] pour des dispositifs de protection de montée subite, UL 1449, 2014.
[3] dispositifs de protection de basse tension de montée subite - partie 32 : Dispositifs de protection de montée subite reliés au côté de C.C des installations photovoltaïques - principes de sélection et d'application, norme 61643-32, 2 017 du CEI.
