W systemach PV wybór bezpiecznika jest czymś, co można łatwo przeoczyć i należy poświęcić trochę czasu na wybranie właściwego rozwiązania. Jeśli bezpiecznik automatyczny nie jest odpowiedni, spowoduje to częste wyzwolenia urządzenia, jego przegrzanie, a nawet pożar systemu. Jak wybrać automatyczne bezpieczniki do systemów fotowoltaicznych?

Router Router
Monitoring System Układ monitorujący
APP, Web Aplikacja, Internet
AC breaker Bezpiecznik AC
PV Strings Łańcuchy PV
Wifi stick Listwa Wi-Fi
Solis inverter Falownik Solis
Loads Obciążenia
GRID BOX SKRZYNKA PODŁĄCZENIA DO SIECI
Grid 230Vac Sieć 230Vac
Loads Obciążenia
DC DC
AC AC
Communication Komunikacja

 

Typy bezpieczników

W systemach PV wybór szeregu bezpieczników automatycznych zależy od kilku czynników:

  • Parametry elektryczne układu
  • Środowisko
  • Obciążenia i wymagania dotyczące typu instalacji

Temperatura otoczenia na poziomie bezpiecznika

W przypadku systemów PV sprzęt jest zwykle instalowany na zewnątrz (systemy do montażu naziemnego, systemy do montażu na płaskim dachu itp.). Zazwyczaj zakłada się wyższą temperaturę na zewnątrz niż w przypadku instalacji w budynkach, dlatego można oczekiwać, że temperatura na tablicy rozdzielczej będzie wyższa. Ma to również wpływ na natężenie przepływu i temperaturę pracy bezpiecznika automatycznego.

Przy wyborze bezpieczników do systemów PV najważniejszą kwestią jest temperatura. Zgodnie z normą IEC 60947-2 każdy bezpiecznik automatyczny posiada arkusz danych opisujący obniżenie/zwiększenie wartości prądu w temperaturze otoczenia. Należy wybrać odpowiedni bezpiecznik w zależności od temperatury otoczenia w miejscu pracy i natężenia prądu w systemie.

Tabela 1: Przykładowe zespoły bezpieczników automatycznych — obniżono/podniesiono wartości prądu zgodnie z temperaturą otoczenia

Rating Wartość znamionowa
Ambient temperature(℃) Temperatura otoczenia (°C)

 

Wzajemne ogrzewanie bezpieczników automatycznych

W przypadku dużych elektrowni PV z wieloma falownikami, zwykle w tablicy rozdzielczej znajduje się wiele bezpieczników, które są zamontowane blisko siebie. Zapewniają one maksymalny prąd jednocześnie, dlatego ich temperatura będzie szybciej wpływać jedna na drugą, co może prowadzić do przedwczesnego wyzwolenia prądu.

Podczas równoległego instalowania wielu bezpieczników automatycznych należy wziąć pod uwagę współczynnik korekcji podany w arkuszu danych bezpiecznika.
Na przykład w przypadku rozmieszczenia 6 urządzeń współczynnik korekcji może wynosić 0,75. Bezpiecznik o natężeniu nominalnym 15,1 Amps (A) zachowuje się jak w przypadku prądu nominalnego 0,75 x 15,1A = 11,33A.

 

Wpływ sąsiadujących urządzeń

Jeśli kilka miniaturowych bezpieczników automatycznych jest zamontowanych bezpośrednio obok siebie z dużym obciążeniem na wszystkich masztach, należy zastosować współczynnik korekcyjny dla prądu znamionowego (patrz tabela). Jeżeli używane są przekładki dystansowe, nie należy brać pod uwagę tego współczynnika.

Przykład

Montaż 8 sąsiadujących bezpieczników miniaturowych S201-C16 w temperaturze otoczenia 40°C.

Prąd znamionowy ln = 16 A

Maks. prąd roboczy w 40°C = 15,1 A (patrz tabela powyżej)

Współczynnik F = 0,75 (patrz tabela po lewej)

ln.= 15,1 Ax 0,75 = 11,33 A

Wynik: Prąd roboczy może być dodawany do maksymalnie 11,33 A

 

BRAK sąsiadujących urządzeń Współczynnik F

 

Dzięki temu obliczeniu, jeśli prąd jest niewystarczający, możemy użyć bezpiecznika automatycznego o wyższym natężeniu znamionowym. Inną możliwością jest zwiększenie odstępu między bezpiecznikami. Pozwala to na rozpraszanie większej ilości ciepła, co zapobiega niepotrzebnemu wyzwoleniu prądu.

Typ podłączonych urządzeń

Jeśli do sieci zostanie podłączony słoneczny system PV, prąd ulegnie w nim wyzwoleniu oraz nastąpi uderzenie napięcia z sieci zasilającej. Podczas wybierania bezpiecznika, musimy wziąć pod uwagę elementy obciążenia w tej sieci, aby dobrać najbardziej odpowiedni bezpiecznik.

Typ Moduł wyzwolenia prądu Zastosowanie
Niskie ustawienie typu B Źródła generujące niskie poziomy prądu zwarciowego (generatory rezerwowe)

DUże długości linii lub kabla

Ustawienie standardowe typu C Zabezpieczenie obwodów: Przypadek ogólny
Wysokie ustawienie typu D lub K Ochrona obwodów o wysokim początkowym natężeniu prądu przejściowego (np. silniki, transformatory, obciążenia rezystancyjne)
12 w typie MA Zabezpieczenie silników w połączeniu ze stycznikiem i zabezpieczenie przed przeciążeniem

Tabela 2: Inny typ bezpiecznika, natychmiastowy lub działający z krótkim opóźnieniem

Przykładowy system

Przykłady dla mocy znamionowych bezpieczników w równoległej pracy instalacji PV.

Instalacja PV z 6 falownikami Solis-1P8K-5G

Wymagane dane techniczne można znaleźć w arkuszu danych falownika Solis-1P8K-5G:

• Maksymalny prąd wyjściowy = 34,7A
• Maksymalne zabezpieczenie bezpiecznika = 50 A.
Wybór kabla, metody okablowania, temperatury otoczenia i innych potencjalnych warunków ogranicza maksymalną ochronę bezpiecznika kabla.

W przykładzie założono, że wybrany kabel (6mm²) ma idealne ułożenie i może być odporny na prąd znamionowy 35A.

Maksymalny możliwy prąd znamionowy używanego kabla i maksymalna możliwa ochrona bezpieczników w modelu Solis-1P8K-5G ograniczają maksymalny możliwy prąd znamionowy bezpieczników.

Wybór właściwego bezpiecznika

Korzystając z tego samego przykładowego systemu i zakładając, że obciążenie nie obejmuje silników, transformatorów itp., w oparciu o obliczony prąd 34,7A, wybieramy bezpiecznik 40A z funkcją wyłącznika termicznego B i bez przerwy pomiędzy bezpiecznikami. Następnie sprawdzamy, czy wybrana przez nas wartość jest odpowiednia, weryfikując możliwości dostosowania bezpiecznika termicznego:

Współczynnik obciążenia jest zgodny ze specyfikacją arkusza danych:

•Redukcja przy stałym obciążeniu > 1 h = 0,9
(W instalacji PV możliwe jest stałe obciążenie przekraczające 1 godzinę.)
•Współczynnik redukcji, gdy 6 bezpieczników jest bezpośrednio rozmieszczone obok do siebie = 0,75
(Jeśli używany jest jeden bezpiecznik lub odległość między nimi jest wystarczająca, współczynnik wynosi 1.)
•Wzrost prądu nominalnego na tablicy rozdzielczej, gdy temperatura otoczenia wynosi 40°C = 1,0

Temperature Re-Rating Values Wartości ponownej oceny temperatury
Maximum Ambient Temperature Maksymalna temperatura otoczenia
Current Aktualny

 

Wynik
Nominalny prąd obciążenia bezpiecznika jest obliczany jako:
Ibn = 40 A x 0,9 x 0,75 x 1,0 = 27A

Wniosek
Ponieważ maksymalny prąd znamionowy do pracy bez usterek jest niższy niż maksymalny prąd wyjściowy używanego falownika, w tym przykładzie nie można użyć wybranego bezpiecznika. Bezpiecznik zostanie wyzwolony podczas pracy z mocą znamionową.

Rozwiązanie 1
Użyć bezpiecznika 50A. Pomiędzy bezpiecznikami jest wystarczająco dużo miejsca (>10mm) na rozproszenie ciepła, a maksymalna obciążenie prądu wynosi 40,5 A.
(Ibn = 50A x 0,9×0,9 = 40,5A), Bezpiecznik nie będzie się włączał w trybie znamionowym.

Rozwiązanie 2
Użyć bezpiecznika 63A. Maksymalna obciążalność prądowa wynosi 42,5A
(Ibn = 63A x 0,75×0,9 x 1 = 42,5A), Bezpiecznik nie będzie się wyzwalał w trybie znamionowym.

Solis

Producent falowników fotowoltaicznych