Bezpieczniki SIBA do zabezpieczeń systemów fotowoltaicznych

Ponieważ użycie standardowych bezpieczników nie zapewnia prawidłowej ochrony systemu fotowoltaicznego, opracowanie odpowiednich bezpieczników wymagało dostosowania parametrów produktu do specyfiki pracy tego rodzaju systemów.

Napięcie pojedynczego ogniwa fotowoltaicznego (w skrócie PV, od ang. photovoltaic) 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. Dalsze zwiększenie napięcia uzyskuje się łącząc panele fotowoltaiczne szeregowo w łańcuchy, a w celu zwiększenia prądu−łańcuchy łączy się równolegle w zespoły. Prąd w łańcuchu nie zależy od liczby połączonych szeregowo ogniw i jest równy prądowi pojedynczego ogniwa, a napięcie wyjściowe jest sumą napięć pojedynczych 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 granicą mocy wyjściowej dla panelu fotowoltaicznego jest moc około 250 W.

Maksymalny prąd, jaki jest w stanie dostarczyć łańcuch fotowoltaiczny przy maksymalnej intensywności światła (prostopadłe padanie światła), wynosi około 110 % jego prądu znamionowego. Jest to jeden z głównych parametrów w doborze prawidłowego prądu znamionowego bezpiecznika. Na wartość prądu wytwarzanego w łańcuchu fotowoltaicznym wpływ mają natężenie promieniowania słonecznego oraz kąt, pod jakim promieniowanie słoneczne pada na ogniwa fotowoltaiczne.

W przypadku zwarcia bezpiecznik musi wytrzymać napięcie pochodzące z innych łańcuchów fotowoltaicznych. Napięcie znamionowe bezpiecznika musi być więc równe lub większe od napięcia bez obciążenia w tej części systemu, w której jest 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 dopuszczalny 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 jego prądu znamionowego. W praktyce stwierdzono, że prąd znamionowy bezpiecznika zabezpieczającego łańcuch fotowoltaiczny powinien wynosić ok. 1,5–krotność 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 4 równolegle połączone łańcuchy.

W tabeli przedstawiono parametry wkładek topikowych cylindrycznych i nożowych do zabezpieczania systemów fotowoltaicznych, produkowanych w firmie SIBA. Wkładki topikowe nożowe wielkości NH1L i NH3L mają korpusy o długości 110 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 na www.sibafuses.pl.

SIBA Polska sp. z o.o.
05-092 Łomianki, ul. Grzybowa 5G
tel. 22 8321477, fax 22 8339118
GSM 0601241236
e-mail: siba@sibafuses.pl
www.siba-bezpieczniki.pl