1. Prvo shvatite zašto fotonaponski sistem ne radi
Višestruki rizici dugotrajne-izloženosti fotonaponskih modula vani:
Efekat vruće tačke: Kada je ćelija začepljena, oštećena ili starija, ona više ne proizvodi električnu energiju, već postaje otpornik, trošeći električnu energiju koju proizvode druge ćelije. Temperature u tom području mogu se iznenada popeti na stotine stepeni Celzijusa, dovoljno da spale stražnje ploče, pa čak i zapale komponente.
Unutrašnji kratki spoj žice: starenje izolacije kabla, prodor vode u šav, virtuelna veza konektora, itd., može uzrokovati kratki spoj, odmah proizvesti nekoliko desetina puta veću od normalne radne struje struje greške.
Reverzna struja: Kada se niz zaustavi zbog kvara, struja drugih normalnih žica se vraća kroz niz kvara, uzrokujući sekundarno oštećenje.
energetski poluvodički uređaji kao što je IGBT u inverterima su izuzetno sofisticirani. Jednom kada jednosmjerna struja izmakne kontroli, može se trajno oštetiti u milisekundama i cijeli pretvarač može biti napušten.
Čitava misija fotonaponskog osigurača je da potpuno prekine strujni krug u prvim milisekundama nakon katastrofe.
2. Zaštitni mehanizam za fotonaponske komponente
Zaštita 1: Izolujte vruće tačke od gorenja.
Kada određena baterija doživi vruću tačku, struja kvara se brzo povećava duž strujnog kola. Kada struja pređe postavljeni prag, osigurač se brzo topi, potpuno izolujući čitavu neispravnu liniju od sistema. Ostale normalne žice su nepromijenjene i nastavljaju generirati električnu energiju. U nedostatku osigurača, stalno visoka struja koju generiše izvor toplote će putovati duž kabla, ne samo da sagoreva neispravne komponente već i potencijalno utiče na susedne komponente.
Zaštita 2: Prekinite struju kratkog-spoja da spriječite zapaljenje kabla.
Kada dođe do serijskog kratkog spoja, struja kratkog-struja kola može dostići više od 10 puta normalnu radnu struju. Ako se osigurač ne iseče na vrijeme, kabel će se pregrijati, izolacija će se istopiti, pa čak i zapaliti okolni materijal za kratko vrijeme. Milisekundni odziv osigurača može spriječiti požar na izvoru tako što će prekinuti strujni krug prije nego što temperatura kabela poraste na opasnu vrijednost.
Zaštita 3: Sprečiti refluks.
Kada je niz isključen iz mreže pomoću osigurača, struja drugih normalnih nizova neće teći natrag u dotičnu granu. Čini se da je ovo "nuspojava" osigurača, ali je u stvari izuzetno važan oblik zaštite-koji osigurava da su kvarovi svedeni na minimum i da se ne šire ili šire.
3. Zaštitni mehanizam invertera
Zaštita 1: Služi kao 'poslednja linija odbrane" za pretvarače.
Iako sam pretvarač ima funkciju zaštite od prelijevanja, njegova brzina odziva i prekidna sposobnost su ograničeni. Kada dođe do ozbiljnog kratkog spoja na DC strani, struja kvara brzo raste i možda je izgorjela IGBT prije nego što se aktivira elektronski zaštitni krug pretvarača. Inverter sa čistim fizičkim mehanizmom za topljenje ne zavisi od bilo kakvog elektronskog signala, ima veliku brzinu odziva i jaku sposobnost loma, i nezamjenjiva je zaštita na hardverskom-nivou za DC ulazni terminal invertera.
Zaštita 2: Ograničite snagu kvara i smanjite štetu.
Čak i u slučaju kvara, brzi osigurač osigurača može uvelike skratiti trajanje struje kvara. Što je trajanje struje kraće, to se manje energije oslobađa inverteru i manji je utjecaj na uređaj za napajanje. U mnogim slučajevima, zbog toga što osigurač prekida strujno kolo u milisekundama, pretvarač je u stanju da "preživi" jednostavnom zamjenom osigurača kako bi se vratio na posao, umjesto da mijenja cijeli uređaj.
Zaštita 3: Postignite preciznu izolaciju grana kvara kako biste osigurali cjelokupni rad sistema
U sistemu u kojem je više žica paralelno sa istim pretvaračem, ako jedan niz pokvari bez osigurača, utiče na DC ulaz cijelog pretvarača, što može izazvati zaštitno isključivanje pretvarača i uzrokovati da svi nizovi prestanu proizvoditi električnu energiju. Sa kaskadnim osiguračima, samo neispravne grane se odsječu, a preostala normalna serija nastavlja opskrbljivati pretvarač, minimizirajući gubitak proizvodnje električne energije u sistemu.
4, Kompletan logički lanac djelovanja zaštite osigurača
U slučaju kvara, cijeli proces zaštite je sljedeći:
Prva je strujna anomalija uzrokovana kratkim spojem, povratnim protokom vruće tačke, preopterećenjem itd.
Drugi korak je brzo povećanje struje, a kada struja dostigne nazivnu struju osigurača, unutrašnjost taline počinje da se zagrijava i topi.
Treći korak je da se otopina potpuno otopi, prekidajući strujni krug za milisekunde do desetine milisekundi.
Četvrti korak, resetirajte struju kvara na nulu i uklonite sve komponente, kablove i pretvarače iz opasnosti.
Peti korak, operateri i osoblje za održavanje lociraju i zamjenjuju osigurač kako bi uspostavili normalan rad sistema.
Proces ne zahtijeva eksterno napajanje, nezavisan je od bilo kakvih kontrolnih signala, nije pod utjecajem nikakve softverske logike i najčistiji je i najpouzdaniji način zaštite.
5, Zašto se osigurači ne mogu potpuno zamijeniti elektronskom zaštitom?
Mnogi se mogu pitati: zar inverter već nema elektronsku zaštitu od prekomjerne struje? Zašto su nam potrebni osigurači?
Razlog je taj što je elektronska zaštita neka vrsta ``meke zaštite" koja se oslanja na detekciju senzora, procjenu kontrolnog čipa i gašenje IGBT-a. Ako bilo koja od veza na ovom linku naiđe na probleme, zaštita može otkazati. Osigurač je "tvrda zaštita" koja prepoznaje samo veličinu struje, a kada stigne, ne topi se, ne kvari se i ne kvari vezu' ne zahtijeva održavanje ili kalibraciju.
"Meka/tvrda kombinacija" je najsigurnije rješenje u okruženju visokog-napona, jake-struje, visokog-energetskog okruženja na PV DC strani: elektronska zaštita je odgovorna za dnevno preopterećenje i manje anomalije, dok su osigurači odgovorni za najekstremnije kratke-spojeve i velike-kvarove. To dvoje su komplementarni i nezamjenjivi.
