Wat is spd in het zonnestelsel?

Populariteit van zonne-energiesystemen

Tegenwoordig worden zonnepanelen steeds populairder als alternatieve of zelfs primaire bron van energie voor huishoudens. In de afgelopen jaren hebben verschillende onderzoeken zich gericht op het verbeteren van de efficiëntie, betrouwbaarheid en zelfs de beschikbaarheid van fotovoltaïsche (PV) zonnepanelen tijdens alle seizoenen of zelfs 's nachts. Bovendien, omdat de installatie van een fotovoltaïsch zonnestelsel zich buitenshuis bevindt, moet het ook bestand zijn tegen extreme weersomstandigheden, dierlijke interventie en ook elektrische gebeurtenissen zoals piekspanning en bliksem.

Zonne-energie wordt de voorkeursoptie voor mensen over de hele wereld om in hun energiebehoeften te voorzien.

Inzicht in DC SPD voor zonne-energie

Een DC-overspanningsbeveiliging voorkomt spanningspieken in zonne-PV-systemen. Om preciezer te zijn, bevat de DC SPD echter een metaaloxidevaristor. Dus, wanneer er een piek optreedt in het circuit, absorbeert de metaaloxidevaristor de extra spanning en laat de stroom erdoorheen vloeien. Omdat de metaaloxidevaristor een hoge weerstand heeft, wordt het circuit niet beschadigd door de stroom. In plaats daarvan keert het terug naar normaal functioneren wanneer de piek voorbij is. Bovendien gebeurt het proces in slechts nanoseconden, zodat er geen risico is op een piek in het systeem.

Waarom hebben zonne-energiesystemen DC-overspanningsbeveiligingen (SPD) nodig?

De spanningspiek kan om meerdere redenen optreden, zoals bliksem of interne veranderingen in het spanningsgebruik. Omdat zonne-PV-systemen gevoelig zijn voor schade, vernietigen spanningspieken de componenten van het fotovoltaïsche (PV) systeem van de zonne-energie. Deze spanningspiek veroorzaakt ook brandgaten in de PV-panelen en degradeert omvormers. Een DC-overspanningsbeveiliging kan dus voorkomen dat de stroom in het circuit overstroomt en deze componenten beschermen tegen beschadiging.

Wanneer er een spanningspiek optreedt, stopt deze het systeem met het draaien op het optimale niveau. Soms beschadigt het ook de PV-systeemcomponenten ernstig. Dus, wanneer u een zonne-overspanningsbeveiliging op het PV-systeem installeert, helpt dit het systeem soepel te draaien zonder plotselinge pieken. Als gevolg hiervan levert het systeem betere en consistentere prestaties.

Plotselinge spanningspieken leiden ertoe dat de PV-systeemcomponenten in de loop van de tijd degraderen. Het vermindert geleidelijk de levensverwachting van het zonne-energiesysteem. Een overspanningsbeveiliging zorgt er dus voor dat het welzijn van deze componenten wordt gewaarborgd. Bovendien zal dit apparaat de levensverwachting van het zonne-energiesysteem voor een langere periode verlengen.

Als de bliksem het zonne-PV-systeem treft, kan dit omvormers, controllers of panelen ernstig beschadigen. Het repareren van deze schade kan u vaak meer kosten dan de investering op de lange termijn. Soms moet u deze componenten mogelijk vervangen, wat vrij duur is. Een DC SPD zorgt er dus voor dat u geen extra geld uitgeeft en helpt u op de lange termijn meer te besparen. Daarom is investeren in de DC SPD echt de moeite waard.

Zelfs de kleinste spanningspiek kan elk elektronisch apparaat dat stroom uit een zonnepaneelveld haalt, beschadigen als het geen overspanningsbeveiliging heeft. Dit los van het feit dat elke energiebesparende investering die u doet, nutteloos zou worden zonder bliksembeveiliging, aangezien bliksem een van de belangrijkste redenen is waarom zonnepanelen defect raken.

Wat gebeurt er als de bliksem een zonne-PV-systeem treft?

Bliksem brengt aanzienlijke risico's met zich mee van volledige of gedeeltelijke vernietiging van zonne-energiecentrales, hetzij onmiddellijk door een directe inslag, hetzij resulterend in degeneratieve schade door een indirecte inslag.

Overspanningen kunnen een zonnepaneelsysteeminstallatie op verschillende manieren beïnvloeden:

- Van directe inslagen op het externe bliksembeveiligingssysteem van een structuur, in de buurt ervan en zelfs op de PV-installatie zelf
- Van door bliksem veroorzaakte stromen die in het elektriciteitsnet worden verdeeld
- Van overspanningen die afkomstig zijn van het elektriciteitsnet van atmosferische oorsprong (bliksem) en/of als gevolg van operaties
- Van variaties van het elektrische veld als gevolg van bliksem
- Van het net, als de bliksem middenspannings- of laagspanningsgeleiders treft
- Van de aarde, als de bliksem dicht bij de omvormer van de PV komt
- Van de DC-zijde, als de bliksem de PV-modules treft

Wanneer de bliksem een zonnepaneelveld treft, veroorzaakt dit een geïnduceerde transiënte stroom in de draadlusen van het systeem die leidt tot het falen van de isolatie, panelen, omvormer en communicatieapparatuur. Andere componenten binnen het zonne-energiesysteem, zoals de combineerbox en MPPT (maximum power point tracker-apparaat), hebben de grootste kans op uitval.

Sommige zonne-PV-systemen kunnen fysieke of circuitbeschadiging aan hun panelen weerstaan; hun circuitbesturingen en energieopslagapparaten zullen echter onmiddellijk onbruikbaar zijn na een blikseminslag.

Hoe overspanning een zonnepaneelsysteem verstoort?

Beschadiging van zonnecellen:

De overbelasting van de spanning in het circuit zet druk op de zonnecellen. Als gevolg hiervan begint het oververhit te raken. Uiteindelijk leidt dit tot het verbranden van de materialen of het beschadigen van de cel. Soms kan dit leiden tot onherstelbare schade aan de zonnecel. Als gevolg hiervan moet u mogelijk de zonne-energiecentrale volledig vervangen.

Een brandgevaar creëren:

Wanneer de spanning overbelast raakt, beginnen de materialen oververhit te raken. Soms kan overmatige oververhitting ertoe leiden dat de materialen exploderen. Dit zal als gevolg daarvan een enorm brandgevaar creëren in zonne-energiecentrales. Bovendien, aangezien deze centrales met elkaar verbonden zijn, kan dit het hele zonnepaneelinstallatiesysteem vernietigen. Het kan ook de levens van mensen in gevaar brengen.

Onderbreking van de stroomvoorziening:

De overbelasting van de spanning voorkomt dat het circuit consistente prestaties levert. Deze regelmatige pieken maken de zonne-energiecentrale geleidelijk ongeschikt om soepel te functioneren. Als gevolg hiervan ontvangen de consumenten verminderde systeemprestaties van hun kant. Dus, als er niet op tijd de juiste stappen worden genomen, duurt het niet lang voordat het hele systeem beschadigd raakt.

Hoe het zonne-energiesysteem te beschermen met de DC SPD?

DC-overspanningsbeveiliging zonne-energie beschermt de circuitbesturing en energieopslagapparaten door de piek te beperken en naar de aarde te sturen. Een blikseminslag op een zonnepaneelveld veroorzaakt geïnduceerde transiënte stromen in de kabellusen van het systeem, waardoor isolatoren, panelen, omvormers en communicatieapparatuur beschadigd raken. Andere elektronische componenten in het fotovoltaïsche systeem, zoals de combineerbox en MPPT (Maximum Power Point Tracker Device), zullen waarschijnlijk uitvallen. DC-overspanningsbeveiliging biedt overspanningsbeveiliging door de amplitude van de overspanning te beperken en de stroomgolf naar de aarde af te leiden. Deze DC-overspanningsafleider moet niet alleen in de DC-component worden geïnstalleerd, maar ook in de AC-component. Het totale aantal DC SPD's voor zonne-PV-systemen is afhankelijk van de afstand tussen de modules en de omvormer, en ook van het aantal omvormers en DC-lijnen.

Hoe de juiste DC SPD voor zonne-energie te kiezen?

Flitsdichtheid:

De bliksemflitsdichtheid is het aantal blikseminslagen op de grond per vierkante kilometer. Het wordt gemeten op basis van een jaar. Deze flitsdichtheid helpt u te weten hoeveel bliksem er in een bepaald gebied voorkomt. U kunt dus een DC SPD kiezen op basis van hoeveel flitsen deze gemiddeld kan verdragen.

U kunt bijvoorbeeld een type 1 DC SPD kiezen als er te veel bliksem voorkomt in een bepaald gebied, aangezien dit apparaat speciaal is ontworpen om componenten te beschermen tegen blikseminslagen.

Systeem bedrijfstemperatuur:

De systeem bedrijfstemperatuur is de bedrijfslimiet van het apparaat waarbij de fysieke component kan uitvallen. U moet dus de systeem bedrijfstemperatuur kennen van de DC SPD die u gaat kiezen. Een beter systeem bedrijfsbereik zorgt ervoor dat de DC SPD veilig draait.

Systeemspanning:

De systeemspanning is de maximale spanningswaarde waarop de DC SPD zal draaien. Dit betekent dat als de stroom meer overstroomt dan de nominale stroom, de DC-overspanningsbeveiliging kan degraderen. Het kan ook permanente schade aan het apparaat veroorzaken. Zorg er dus voor dat de DC SPD die u kiest een hoge spanningswaarde heeft.

Hoeveel overspanningsbeveiligingen heeft u nodig in een zonne-energiecentrale?

Een overspanningsbeveiligingsnetwerk moet worden geïnstalleerd in het DC- en AC-stroomdistributienetwerk van een zonne-energiesysteem om kritieke circuits te beschermen. Het totale aantal SPD's dat nodig is in een zonne-PV-systeem varieert afhankelijk van de afstand tussen panelen en omvormer.

We raden aan om SPD's te installeren op DC-ingangen en AC-uitgangen van de omvormers van een zonne-PV-systeem, terwijl zowel positieve als negatieve DC-lijnen worden geaard. Combineercircuits, besturingscircuits, bewakingssystemen en volgsystemen moeten ook worden beschermd om elektrische interferentie en gegevensverlies te voorkomen.

- In AC-lijnen moet overspanningsbeveiliging worden ingezet op elke stroomgeleider naar de aarde.
- Als de kabellengte tussen zonnepanelen minder dan 10 meter is, moet 1 SPD worden geïnstalleerd door de omvormer, combineerboxen of dichter bij de zonnepanelen.
- In installaties met DC-bekabeling van meer dan 10 meter zijn meer overspanningsbeveiligingen nodig aan zowel de omvormer- als de zonnemodule-einde van de kabels.
- In een residentieel zonne-energiesysteem met micro-omvormers met korte DC-bekabeling maar langere AC-kabels, moeten SPD's worden geïnstalleerd bij de combineerbox om het huis te beschermen tegen transiënte pieken.

Wat zijn de componenten van DC SPD voor zonne-energie?

Verschillende soorten weerstanden voorkomen piekspanningen in zonne-energiecentrales. Uw DC SPD kan dus een van deze weerstanden bevatten. Hier heb ik geschreven over hun interne werking en hoe ze spanningspieken voorkomen. Bekijk het:

Metaaloxidevaristoren:

De metaaloxidevaristor is een type weerstand dat elektrische apparaten helpt overspanning of spanningspieken te voorkomen. Deze varistor wordt aan de ingang van het circuit geplaatst. Deze weerstand zorgt ervoor dat extra spanning van het primaire circuit gemakkelijk kan worden overgedragen.

De weerstand verandert echter op basis van de spanning. Dit betekent dat als de spanning toeneemt, de weerstand afneemt. Als gevolg hiervan zal de stroom hoger zijn in het DC SPD-circuit, wat helpt de spanning in evenwicht te brengen.

Gasontladingsbuizen:

Gas Discharge Tubes (GDT) zijn bliksembeveiligingsbuizen. Wanneer deze buis een stijging van de spanning detecteert, laat deze het inerte gas vrij, dat een kanaal met lage weerstand vormt als gevolg van ionisatie. Verder geeft het de stroom door aan de aardingslijn. Op deze manier vermijdt de gasontladingsbuis spanningspieken in zonne-energiecentrales.

Gevoelige weerstanden:

Er zijn enkele gevoelige weerstanden, zoals transiënte spanningsonderdrukkers (TVS). Deze spanningsonderdrukkers kunnen snel reageren om de spanning over te brengen. Eerst, wanneer de diodes van TVS spanning in het circuit detecteren, zetten ze om in een lage overgangstoestand. Vervolgens zenden ze de extra spanning naar de aarde. Soms kan de extra spanning ook door de TVS-diodes gaan.

Heeft een zonne-energiecentrale een bliksembeveiligingssysteem nodig?

Overspanningsbeveiliging is een noodzakelijke component in elke elektrische installatie, maar vervangt geenszins een goede bliksembeveiligingsoplossing.

Als u uw investering wilt beschermen, is overspanningsbeveiliging geen optie, maar een noodzaak, maar als u totale bescherming en gemoedsrust wilt, kan een bliksembeveiligingssysteem het verschil maken tussen het succes en het falen van grootschalige zonne-energie-installaties.

Een bliksembeveiligingssysteem beschermt niet alleen het zonne-PV-systeem, maar biedt ook betrouwbare bescherming voor uw hele eigendom en activa, terwijl het transiënte stromen veilig naar de aarde afvoert.

Een vereenvoudigde manier om naar bliksembeveiliging versus overspanningsbeveiliging te kijken, is om overspanningsbeveiliging te beschouwen als de tweede verdedigingslinie tegen indirecte blikseminslagen.

In tegenstelling hiermee is een compleet bliksembeveiligingssysteem dat luchtterminals (bliksemstaven), neergeleiders, overspanningsbeveiligingen, potentiaalvereffening en een aardingssysteem omvat, de eerste verdedigingslinie tegen een directe blikseminslag.

Pre-installatie tips van DC SPD voor zonne-energie

- U moet ervoor zorgen dat de SPD die u installeert een hogere spanningswaarde heeft dan de verwachte spanningswaarde van de zonne-energiecentrale.
- U moet ervoor zorgen dat er voldoende ruimte is in de DC SPD-behuizing, zodat de apparatuur correct kan worden geïnstalleerd en niet defect raakt als gevolg van verstoring in de verbindingen.
- Als u meer dan één DC SPD gaat installeren, zorg er dan voor dat de afstand tussen deze overspanningsbeveiligingen beheersbaar is.

Hoe DC SPD voor zonne-energie te installeren?

Stap 1: Sluit de DC SPD aan op het zonne-energiesysteem

Eerst moet u de DC SPD plaatsen op de plaats waar er een mogelijkheid is van piekspanning. De locatie kan zich bevinden bij de omvormer of zonnemodules op basis van de kabelgrootte. Zodra u de locatie hebt gevonden, schakelt u de elektrische aansluitingen van het PV-systeem van het zonnepaneel uit om het risico op een elektrische schok tijdens het werken eraan te verminderen. Nu moet u de kabels van de modules van het fotovoltaïsche systeem van de zonne-energiecentrale nemen en deze aansluiten op de DC SPD-aansluitingen. Deze aansluitingen kunnen enkelfasige pinnen tot driefasige pinnen bevatten. Om het preciezer te maken, als het een enkelfasige aansluiting is, moet u de positief gemarkeerde kabel aansluiten op de positieve aansluiting en de negatief gemarkeerde kabel op de negatieve aansluiting. De laatste kabel gemarkeerd PE wordt aangesloten op de aardingslijn. Zorg er nu voor dat de kabels correct op de aansluitingen zijn aangesloten, zodat er geen losse verbindingen zijn.

Stap 2: Behuizing selecteren

Selecteer eerst een behuizing waar u de DC SPD kunt plaatsen. U kunt de behuizing echter ook aanpassen om de apparatuur te plaatsen. Zorg ervoor dat er ventilatieopeningen in de behuizingsdoos zitten, zodat de warmte uit de doos kan komen.

Stap 3: Bevestig de DC SPD

Plaats de DC SPD in de behuizing. Zorg ervoor dat de aansluitingen correct aan de binnenkant zijn bevestigd. Verder kunt u deze aansluitingen naar achteren plaatsen, zodat er geen stofophoping in de verbindingen is.

Stap 4: Kabels routeren

Nu kunt u de kabels van de PV-module naar de behuizing leiden. Bovendien moet u kabelklemmen gebruiken om de rand van het circuit vast te zetten, zodat deze niet in contact komt met andere componenten en geen potentieel gevaar veroorzaakt. Vervolgens kunt u de behuizing sluiten.

Stap 5: Test het PV-systeem

Nu kunt u het PV-systeem laten draaien en controleren of de DC SPD voldoende bescherming biedt tegen pieken en of de zonne-energiecentrale goed presteert.

Hoe DC SPD voor zonne-energie te onderhouden?

Regelmatige controle: U moet de DC SPD regelmatig controleren en controleren op losse verbindingen. Als u een losse verbinding vindt, zet deze dan weer stevig vast. Controleer daarnaast op stofophoping op kabels. Soms kan stofophoping draden aantasten en uiteindelijk beschadigen.

Routinevervanging: Wanneer u de DC SPD controleert, zorg er dan voor dat alle componenten vers en intact zijn. Als u echter schade aan de kabel of component ziet, vervang deze dan onmiddellijk.