1. Esiteks mõistke, miks fotogalvaaniline süsteem ei tööta
Fotogalvaaniliste moodulite pikaajalisel{0}}välistingimustes kokkupuutel on mitu ohtu:
Kuuma koha efekt: kui element on ummistunud, kahjustatud või vananenud, ei tooda see enam elektrit, vaid muutub takistiks, mis tarbib teiste elementide toodetud elektrit. Temperatuur võib piirkonnas ootamatult tõusta sadade kraadideni Celsiuse järgi, millest piisab tagapaneelide põletamiseks ja isegi komponentide süttimiseks.
Juhtme sisemine lühis: kaabli isolatsiooni vananemine, õmbluse vee sissepääs, pistiku virtuaalne ühendus jne võivad põhjustada lühise, tekitada kohe mitukümmend korda tavalise töövoolu rikkevoolu.
Pöördvool: kui string seiskub tõrke tõttu, naaseb teiste tavaliste stringide vool läbi vea stringi, põhjustades sekundaarseid kahjustusi.
võimsusega pooljuhtseadmed, nagu IGBT inverterites, on äärmiselt keerukad. Kui alalisvoolu külgvool on kontrolli alt väljunud, võib see millisekundite jooksul jäädavalt kahjustuda ja kogu inverter võidakse hüljata.
Fotogalvaanilise kaitsme kogu ülesanne on vooluahel täielikult katkestada esimeste millisekundite jooksul pärast katastroofi.
2. Fotogalvaaniliste komponentide kaitsemehhanism
Kaitse 1: isoleerige kuumad kohad põlemise eest.
Kui konkreetsel akul tekib kuum koht, suureneb rikkevool piki stringiahelat kiiresti. Kui vool ületab seatud läve, sulab kaitsme kiiresti, eraldades kogu vigase liini süsteemist täielikult. Muud tavalised stringid ei ole mõjutatud ja toodavad jätkuvalt elektrit. Kaitsme puudumisel liigub soojusallika tekitatud püsivalt kõrge vool piki kaablit, põletades mitte ainult defektseid komponente, vaid mõjutades potentsiaalselt ka külgnevaid komponente.
Kaitse 2: katkestage voolu-lühis, et vältida kaabli süttimist.
Jadalühise korral võib lühise{0}}vool ulatuda rohkem kui 10 korda tavalisest töövoolust. Kui kaitset õigel ajal ei lõigata, kuumeneb kaabel üle, isolatsioon sulab ja isegi süttib ümbritseva materjali lühikese aja jooksul. Kaitsme millisekundiline reaktsioon võib ära hoida tulekahju allikas, katkestades vooluringi enne, kui kaabli temperatuur tõuseb ohtliku väärtuseni.
Kaitse 3: vältige refluksi.
Kui string on kaitsmega võrgust lahti ühendatud, siis teiste tavaliste stringide vool kõnealusesse harusse tagasi ei voola. See näib olevat kaitsmete "kõrvalmõju", kuid tegelikult on see äärmiselt oluline kaitsevorm,{1}}mis tagab, et tõrkeid on minimaalne ning see ei voha ega laiene.
3. Inverterite kaitsemehhanism
Kaitse 1: toimib inverterite "viimase kaitseliinina".
Kuigi inverteril endal on ülevoolukaitse funktsioon, on selle reageerimiskiirus ja katkestusvõime piiratud. Kui alalisvoolu poolel tekib tõsine lühis, tõuseb rikkevool kiiresti ja IGBT võib olla läbi põlenud enne, kui muunduri elektrooniline kaitseahel aktiveerub. Puhtalt füüsikaline sulamismehhanismi muundur ei sõltu ühestki elektroonilisest signaalist, sellel on kiire reageerimiskiirus ja tugev purunemisvõime ning see on asendamatu riistvara{2}}taseme kaitse inverteri alalisvoolu sisendklemmi jaoks.
Kaitse 2: piirake rikkevõimsust ja vähendage kahjustusi.
Ka rikke korral võib kaitsme kiire kaitsme rikkevoolu kestust oluliselt lühendada. Mida lühem on voolu kestus, seda vähem energiat eraldub muundurile ja seda väiksem on mõju toiteseadmele. Paljudel juhtudel on muundur võimeline "ellu jääma" tänu sellele, et kaitsme katkestab vooluringi millisekundites, lihtsalt kaitsme väljavahetamisega, et tööle naasta, mitte kogu seadet välja vahetada.
Kaitse 3: saavutage veaharude täpne isoleerimine, et tagada süsteemi üldine töö
Süsteemis, kus mitu stringi on paralleelsed sama inverteriga, kui üks string ilma kaitsmeta rikki läheb, mõjutab see kogu inverteri alalisvoolu sisendit, mis võib vallandada inverteri kaitsva väljalülituse ja põhjustada kõigi stringide elektritootmise lõpetamise. Kaskaadkaitsmete puhul lõigatakse ära ainult vigased oksad ja ülejäänud tavalised seeriad jätkavad muunduri varustamist, minimeerides süsteemi elektritootmise kadu.
4, täielik kaitsmekaitse toimimise loogiline ahel
Rikke korral on kogu kaitseprotsess järgmine:
Esimene on lühisest, kuuma koha tagasivoolust, ülekoormusest jne põhjustatud vooluanomaalia.
Teine samm on voolu kiire suurendamine ja kui vool jõuab kaitsme nimivooluni, hakkab sulatise sisemus kuumenema ja sulama.
Kolmas samm on sulatis täielikult sulatada, katkestades vooluringi millisekundite kuni kümnete millisekundite jooksul.
Neljas samm nullige rikkevool ja eemaldage ohust kõik komponendid, kaablid ja inverterid.
Viies samm: operaatorid ja hoolduspersonal tuvastavad ja asendavad kaitsme, et taastada süsteemi normaalne töö.
Protsess ei vaja välist toiteallikat, ei sõltu juhtsignaalidest, seda ei mõjuta tarkvaraloogika ning see on puhtaim ja usaldusväärseim kaitsemeetod.
5, Miks ei saa kaitsmeid täielikult elektroonilise kaitsega asendada?
Paljud võivad küsida: kas inverteril ei ole juba elektrooniline liigvoolukaitse? Miks me vajame kaitsmeid?
Põhjus on selles, et elektrooniline kaitse on omamoodi "pehme kaitse", mis põhineb anduri tuvastamisel, juhtkiibi hindamisel ja IGBT väljalülitamisel. Kui mõnel sellel lingil olevatest linkidest tekib probleeme, võib kaitse ebaõnnestuda. Kaitsme on "kõva kaitse", mis tunneb ära ainult voolu suuruse ja kui see saabub, see ei sula, ei sisalda vahelülisid, ei vaja hooldust ega talitlushäireid.
"Pehme/kõva kombinatsioon" on kõige turvalisem lahendus kõrge-pinge, kõrge-voolu, kõrge-tõrkeenergia keskkonnas PV DC poolel: elektrooniline kaitse vastutab igapäevase ülekoormuse ja väiksemate kõrvalekallete eest, samas kui kaitsmed põhjustavad kõige äärmuslikumaid-lühise ja suure-voolu tõrkeid. Need kaks on üksteist täiendavad ja asendamatud.
