Bezpieczniki firmy SIBA w systemach fotowoltaicznych
Firma SIBA to wiodący producent bezpieczników topikowych do zabezpieczania obwodów fotowoltaicznych. Inżynierowie z działu badawczo-rozwojowego firmy SIBA we współpracy z największymi światowymi producentami systemów fotowoltaicznych (PV) uczestniczą we wprowadzaniu najnowszych rozwiązań dotyczących systemów fotowoltaicznych. Stwierdzono, że użycie standardowych bezpieczników nie zapewnia prawidłowej ochrony. Opracowanie odpowiednich bezpieczników wymagało znajomości podstaw całego systemu oraz rozumienia wszystkich jego parametrów.
Napięcie pojedynczego ogniwa fotowoltaicznego jest niewielkie i wynosi od 0,3 V do 1,2 V. Aby zwiększyć uzyskiwane napięcie, ogniwa fotowoltaiczne łączy się szeregowo w panelach fotowoltaicznych stanowiących najmniejsze zintegrowane jednostki systemu. W celu dalszego zwiększenia napięcia panele fotowoltaiczne łączy się szeregowo w łańcuchy, a dla zwiększenia prądu łańcuchy łączy się równolegle w zespoły.
Prąd i napięcie
Prąd w łańcuchu nie zależy od liczby ogniw, które są połączone szeregowo i jest równy prądowi pojedynczego ogniwa, a napięcie wyjściowe równa się napięciu pojedynczego ogniwa pomnożonemu przez liczbę połączonych szeregowo ogniw tworzących łańcuch. Prąd zespołu jest równy prądowi pojedynczego łańcucha pomnożonemu przez liczbę łańcuchów ułożonych równolegle. Przekazanie wytworzonej energii prądu stałego do sieci prądu przemiennego umożliwiają falowniki DC/AC.
Na panelu fotowoltaicznym umieszcza się informację o znamionowej mocy wyjściowej (W), prądzie znamionowym (A), prądzie zwarciowym (A), napięciu znamionowym (V), maksymalnym napięciu systemu (V) oraz o prądzie znamionowym bezpiecznika ochraniającego panel PV. Obecnie typowa wartość mocy wyjściowej panelu fotowoltaicznego wynosi ok. 350 W.
Główne parametry doboru prądu
Maksymalny prąd, jaki może dostarczyć łańcuch fotowoltaiczny przy maksymalnej intensywności światła (prostopadłe padanie światła) wynosi około 110 % jego prądu znamionowego. Jest to jeden z głównych parametrów w dobraniu prawidłowego prądu znamionowego bezpiecznika. Na wartość prądu wytwarzanego w łańcuchu fotowoltaicznym ma wpływ natężenie promieniowania słonecznego i kąt, pod jakim promieniowanie słoneczne pada na ogniwa fotowoltaiczne.
Gdy bezpiecznik wyłączy prąd zwarcia, musi następnie wytrzymać napięcie pochodzące z innych łańcuchów fotowoltaicznych. Napięcie znamionowe bezpiecznika musi być więc równe lub większe od napięcia bez obciążenia w części systemu, w której jest on zastosowany. Napięcie bez obciążenia jest nie większe niż 1,2 sumy napięć znamionowych paneli łańcucha. Jeżeli w łańcuchu fotowoltaicznym powstanie zwarcie, wszystkie łańcuchy, które są z nim połączone równolegle zaczną zasilać swoim prądem zwarciowym uszkodzony łańcuch PV. To oznacza, że dla n połączonych równolegle łańcuchów fotowoltaicznych, w przypadku zwarcia w jednym łańcuchu, największy możliwy prąd zwarciowy wynosi 1,1 × (n-1) prądu zwarciowego jednego łańcucha fotowoltaicznego.
Innym ważnym czynnikiem jest maksymalna temperatura otoczenia, w jakiej będzie pracował bezpiecznik, powodująca zazwyczaj konieczność obniżenia prądu znamionowego bezpiecznika. W praktyce stwierdzono, że prąd znamionowy bezpiecznika zabezpieczającego łańcuch fotowoltaiczny powinien wynosić ok. 1,5 prądu maksymalnego łańcucha.
Ze względu na swoją charakterystykę czasowo-prądową, bezpieczniki PV zabezpieczające łańcuchy fotowoltaiczne są w stanie wyłączyć zwarcie w odpowiednio krótkim czasie, gdy zespół fotowoltaiczny liczy co najmniej cztery równolegle połączone łańcuchy.
Wkładki topikowe – zabezpieczenie systemów fotowoltaicznych
W tabeli przedstawiono produkowane w firmie SIBA wkładki topikowe cylindryczne i nożowe do zabezpieczania systemów fotowoltaicznych. Wkładki topikowe nożowe wielkości NH1XL i NH3L mają korpusy o długości 130 mm. Ich znamionowa zdolność wyłączania przy prądzie stałym wynosi 30 kA. W przygotowaniu są kolejne rodzaje bezpieczników PV.
Do zabezpieczania obwodu wejściowego falownika DC/AC firma SIBA zaleca wkładki topikowe typu URS na napięcie znamionowe stałe 700 V lub 1300 V.
Więcej informacji o wkładkach topikowych do zabezpieczania systemów fotowoltaicznych i innych bezpiecznikach firmy SIBA można znaleźć na stronie www.siba-bezpieczniki.pl.
SIBA Polska Sp. z o.o.
05-082 Stare Babice, ul. Warszawska 300 D
tel.: 22 832 14 77, 601 241 236, 603 567 198
e-mail: siba@siba-bezpieczniki.pl
www.siba-bezpieczniki.pl
source: Automatyka 7-8/2022