W modułach fotowoltaicznych połączonych szeregowo należy zwrócić uwagę na:
Gdy system fotowoltaiczny jest podłączony do sieci w celu wytwarzania energii, panel fotowoltaiczny musi realizować całą kontrolę śledzenia punktu mocy, aby w sposób ciągły uzyskiwać całkowitą moc wyjściową przy dowolnym prądzie nasłonecznienia. Dlatego przy projektowaniu liczby modułów PV połączonych szeregowo należy zwrócić uwagę na następujące kwestie:
1) Specyfikacje, typy, liczba serii i kąty montażu modułów fotowoltaicznych podłączonych do tego samego falownika powinny być spójne.
2) Należy wziąć pod uwagę współczynnik temperaturowy optymalnego napięcia roboczego (Vmp) i napięcia obwodu otwartego (Voc) modułów fotowoltaicznych. Vmp szeregowo połączonego panelu fotowoltaicznego powinno mieścić się w zakresie MPPT falownika, a Voc powinno być niższe niż napięcie wejściowe falownika. Wartość maksymalna.
Ogólnie rzecz biorąc, zakres napięcia wejściowego DC falownika jest specyficzny. Zalecane maksymalne napięcie wejściowe prądu stałego falownika podłączonego do sieci fotowoltaicznej wynosi 1100 V, a zakres MPPT wynosi 200 V ~ 1000 V. Przy doborze liczby modułów w serii należy wziąć pod uwagę dwa aspekty: jednym z nich jest napięcie obwodu otwartego. Górna granica musi być mniejsza niż maksymalne napięcie wytrzymywane falownika; po drugie, dolna granica znamionowego napięcia roboczego jest nie mniejsza niż minimalna wartość zakresu MPPT falownika. Łącząc powyższe warunki, wybieramy maksymalną ilość połączeń szeregowych dla modułów fotowoltaicznych to nie więcej niż 21 jako szereg. W temperaturze pokojowej 25 °C napięcie obwodu otwartego wynosi 39,8 V × 20 ciągów = 796 V, a całkowite napięcie robocze mocy wynosi 32,1 V × 20 = 642 V, co spełnia wymagania maszyny.
Niezawodność i bezpieczeństwo systemu
1. Falownik ma dobrą niezawodność i bezpieczeństwo
1) Funkcja sterowania w pętli synchronicznej w pętli zamkniętej: próbkowanie w czasie rzeczywistym i porównanie napięcia zewnętrznej sieci energetycznej, fazy, częstotliwości i innych sygnałów, i zawsze utrzymuj synchronizację wyjścia falownika z zewnętrzną siecią energetyczną, jakość energii jest stabilna i niezawodna, nie zanieczyszcza sieci energetycznej i ma dobre parametry bezpieczeństwa.
2) Posiada funkcję automatycznego wyłączania i działania: falownik wykrywa napięcie, fazę, częstotliwość, wejście DC, napięcie wyjściowe AC, prąd i inne sygnały zewnętrznej sieci energetycznej w czasie rzeczywistym. Gdy wystąpią nienormalne warunki, automatycznie ochroni i odłączy wyjście AC; gdy przyczyna usterki zniknie, a sieć energetyczna powróci do normy, falownik wykryje i opóźni się przez pewien czas, a następnie przywróci wyjście prądu przemiennego i automatycznie połączy się z siecią, z dobrą niezawodnością.
3) Funkcja ochrony: Posiada funkcje ochronne, takie jak przepięcie, utrata napięcia, wykrywanie i ochrona częstotliwości, przeciążenie i przetężenie, upływ, ochrona odgromowa, zwarcie uziemienia i automatyczna izolacja sieci energetycznej.
2. Wydajność bezpieczeństwa systemu
Ponieważ cały system wytwarzania energii fotowoltaicznej jest wyposażony w bezpieczne i niezawodne urządzenie odgromowe, wybrany falownik posiada zabezpieczenia, takie jak przepięcie, podnapięcie, przeciążenie i przetężenie, uziemienie zwarciowe, upływ itp., więc cały system ma te funkcje ochronne, aby zapewnić, że konstrukcja i sprzęt zwykle działają w celu zapewnienia bezpieczeństwa zużycia energii elektrycznej w całym systemie.
W systemie elektrowni fotowoltaicznej uziemienie jest kluczową częścią projektu elektrycznego, która jest związana z bezpieczeństwem urządzeń i personelu elektrowni. Dobry projekt uziemienia może zapewnić, że elektrownia będzie znajdować się w bezpiecznym środowisku pracy przez długi czas, zmniejszyć częstotliwość awarii elektrowni i poprawić ogólną wydajność operacyjną elektrowni. Jakie są więc typowe rodzaje uziemienia w elektrowniach fotowoltaicznych?
1. Co to jest uziemienie
Uziemienie odnosi się do łączenia punktu neutralnego systemu zasilania i urządzeń elektrycznych, odsłoniętych przewodzących części sprzętu elektrycznego oraz części przewodzących na zewnątrz urządzenia z uziemieniem za pomocą przewodów. Można go podzielić na uziemienie robocze, uziemienie odgromowe i uziemienie ochronne.
2. Rola uziemienia
Często wiemy tylko, że uziemienie może zapobiec wstrząsom osobistym. Ale w rzeczywistości, oprócz tej funkcji, uziemienie może również zapobiegać uszkodzeniom sprzętu i linii, zapobiegać pożarom, zapobiegać uderzeniom piorunów, zapobiegać uszkodzeniom elektrostatycznym i zapewniać normalną pracę systemów energetycznych.
01 Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym
Impedancja ludzkiego ciała ma duży związek z warunkami środowiska. Dlatego uziemienie jest skutecznym sposobem zapobiegania porażeniu prądem. Po uziemieniu sprzętu elektrycznego przez urządzenie uziemiające, potencjał sprzętu elektrycznego jest zbliżony do potencjału uziemienia. Ze względu na rezystancję uziemienia, sprzęt elektryczny do potencjału uziemienia zawsze istnieje. Im jest większy, tym bardziej niebezpieczny jest, gdy ktoś go dotknie. Załóżmy jednak, że urządzenie uziemiające nie jest dostarczane. W takim przypadku napięcie uszkodzonej obudowy urządzenia będzie takie samo jak napięcie między fazą a ziemią, które nadal jest znacznie wyższe niż napięcie uziemienia, więc niebezpieczeństwo również odpowiednio wzrośnie.
02 Zapewnić normalną pracę systemu zasilania
Uziemienie systemu elektroenergetycznego, znane również jako uziemienie robocze, jest zwykle uziemione w neutralnym punkcie podstacji lub podstacji. Wymagana rezystancja uziemienia dla uziemienia roboczego jest minimalna, a w przypadku dużych podstacji wymagana jest siatka uziemiająca, aby zapewnić, że rezystancja uziemienia jest mała i niezawodna. Celem podłoża roboczego jest sprawienie, aby potencjał między neutralnym punktem siatki a ziemią był bliski zeru. System dystrybucji energii niskiego napięcia nie może uniknąć kontaktu linii fazowej z płaszczem lub ziemią po przerwaniu linii fazowej. Jeśli punkt neutralny jest odizolowany od uziemienia, napięcie na dole pozostałych dwóch faz wzrośnie do trzykrotności napięcia fazowego, co może spowodować przepalenie elektrycznego sprzętu roboczego o napięciu 220. W przypadku systemu z uziemieniem punktu neutralnego, nawet jeśli jedna faza jest zwarta z masą, pozostałe dwie fazy mogą być nadal bliskie napięciu fazowemu, więc sprzęt elektryczny podłączony do dwóch różnych faz nie zostanie uszkodzony. Ponadto może zapobiegać oscylacjom systemu, a poziom izolacji urządzeń i linii elektrycznych należy brać pod uwagę tylko w zależności od napięcia fazowego.
03 Ochrona przed uderzeniami piorunów i zagrożeniami związanymi z elektrycznością statyczną
Kiedy pojawia się piorun, oprócz bezpośredniego pioruna, wytwarzane są również pioruny indukcyjne, a pioruny indukcyjne dzielą się na statyczne pioruny indukcyjne i pioruny elektromagnetyczne. Najważniejszą metodą wszystkich środków ochrony odgromowej jest uziemienie.
3. Rodzaje uziemienia
Typowe typy uziemienia są następujące: uziemienie robocze, uziemienie odgromowe, uziemienie ochronne, uziemienie ekranujące, uziemienie antystatyczne itp.
01 Uziemienie odgromowe
Uziemienie odgromowe to system uziemienia zapobiegający uszkodzeniom w przypadku uderzenia pioruna (uderzenie bezpośrednie, indukcja lub wprowadzenie linii).
W ramach środków ochrony odgromowej uziemienie odgromowe wprowadza prąd piorunowy do ziemi. Ochrona odgromowa budynków i urządzeń elektrycznych wykorzystuje głównie jeden koniec ogranicznika (w tym piorunochron, pas odgromowy, siatkę odgromową, urządzenie odgromowe itp.) do połączenia z chronionym sprzętem. Drugi koniec jest podłączony do urządzenia uziemiającego. W rezultacie piorun jest skierowany do siebie, a prąd piorunowy dostaje się do ziemi przez swój przewodnik odprowadzający i urządzenie uziemiające. Ponadto, ze względu na efekt uboczny indukcji elektrostatycznej wywołanej przez piorun, aby zapobiec pośrednim uszkodzeniom, takim jak pożar domu lub porażenie prądem, zwykle konieczne jest uziemienie metalowego wyposażenia budynku, metalowych rur i konstrukcji stalowych.
02 Uziemienie robocze AC
Uziemienie robocze prądu przemiennego polega na podłączeniu określonego punktu w systemie elektroenergetycznym bezpośrednio lub za pomocą specjalnego sprzętu do uziemienia w celu połączenia metalowego. Uziemienie robocze odnosi się głównie do uziemienia neutralnego końca transformatora lub linii neutralnej (linia N). Drut N musi być zaizolowany rdzeniem miedzianym. W dystrybucji energii znajdują się pomocnicze zaciski wyrównania potencjałów, a zaciski wyrównania potencjałów znajdują się zwykle w szafie. Należy zauważyć, że ten terminal nie może być odsłonięty; nie można go mieszać z innymi systemami uziemienia, takimi jak uziemienie DC, uziemienie ekranujące, uziemienie antystatyczne itp.; nie można go również połączyć z przewodami PE.
03 Uziemienie ochronne
Uziemienie bezpieczeństwa zapewnia dobre metalowe połączenie między nienaładowanymi metalowymi częściami sprzętu elektrycznego a korpusem uziemiającym. W elektrowni fotowoltaicznej znajdują się głównie falowniki, komponenty i skrzynki rozdzielcze, które muszą być uziemione w celu ochrony bezpieczeństwa.
▲Uziemienie obudowy falownika
▲Uziemienie modułu fotowoltaicznego
04 Uziemienie tarczy
Aby zapobiec zakłóceniom powodowanym przez zewnętrzne pola elektromagnetyczne, uziemienie zewnętrznej obudowy sprzętu elektronicznego oraz ekranowanych przewodów wewnątrz i na zewnątrz urządzenia lub metalowych rur, które przez niego przechodzą, nazywa się uziemieniem ekranującym. Ta metoda uziemienia jest zwykle stosowana do uziemienia warstwy ekranującej linii komunikacyjnej RS485 w elektrowni fotowoltaicznej, co może skutecznie zapobiegać zakłóceniom komunikacji przez pole elektromagnetyczne, gdy wiele falowników wykonuje komunikację szeregową 485.
▲Warstwa ekranująca linii komunikacyjnej 485 jest uziemiona
05 Uziemienie antystatyczne
W przypadku niektórych szczególnych środowisk instalacji falowników, takich jak instalacja w suchym pomieszczeniu komputerowym, uziemienie zapobiegające zakłóceniom falownika elektrostatycznego generowanym przez suchy klimat pomieszczenia komputerowego nazywa się uziemieniem antystatycznym. Antystatyczne urządzenie uziemiające może być współdzielone z uziemieniem bezpieczeństwa falownika.
Standardowe wymagania dotyczące specyfikacji rezystancji uziemienia przedstawiono w poniższej tabeli:
Podsumować
Jako zestaw systemów długoterminowej eksploatacji, elektrownie fotowoltaiczne muszą być uziemione podczas projektowania i budowy, aby ograniczyć niepotrzebną eksploatację i konserwację na późniejszym etapie, aby zapewnić długoterminową stabilną, bezpieczną i wydajną pracę systemu.
Dzięki szerokiemu zastosowaniu wytwarzania energii fotowoltaicznej, połączenie między modułami fotowoltaicznymi a ciągami modułów, połączenie zacisków DC skrzynek łączących, falowników i innych urządzeń jest szeroko stosowane w międzynarodowych standardowych złączach MC4 / H4, jak pokazano na rysunku 1 i rysunku 1. 2 pokazane.
▲Wykres 1
▲Rysunek 2
1. Wymagania eksploatacyjne złączy fotowoltaicznych
Jakie są więc wymagania dotyczące wydajności złączy fotowoltaicznych?
Po pierwsze, złącze fotowoltaiczne powinno mieć dobrą przewodność, a rezystancja styku nie powinna być większa niż 0,35 milioma.
Po drugie, musi mieć dobre parametry bezpieczeństwa, aby zapewnić bezpieczeństwo modułów ogniw słonecznych. Po trzecie, środowisko i klimat, w którym używane są urządzenia wykorzystujące energię słoneczną, są czasami narażone na okropne warunki pogodowe i środowisko. Dlatego musi mieć wodoodporność, wysoką temperaturę, odporność na korozję, wysoką izolację i inne właściwości, a poziom ochrony powinien osiągnąć IP68.
Po trzecie, konstrukcja złącza słonecznego powinna być mocna i niezawodna, a siła połączenia między złączami męskimi i żeńskimi nie powinna być mniejsza niż 80N. W przypadku złącza MC4 podłączonego do o przekroju czterech mm², przy przewodzeniu prądu 39A, temperatura nie powinna przekraczać górnej granicy temperatury 105 stopni. Złącza MC4 / H4 są złączami jednożyłowymi z męskimi i żeńskimi złączami i mają wiele zalet, takich jak dobre uszczelnienie, wygodne połączenie, wygodna konserwacja i konserwacja.
2. Środki ostrożności dotyczące montażu złączy fotowoltaicznych
Przy doborze wtyczki należy zwrócić uwagę na jakość produktu, w tym rozmiar wewnętrznego przewodnika metalowego, grubość materiału, elastyczność i powłokę, które powinny spełniać zdolność do przenoszenia dużego prądu. Dobry kontakt, plastikowa obudowa wtyczki powinna zapewniać, że powierzchnia jest gładka bez pęknięć, a interfejs jest dobrze uszczelniony. Podczas instalowania złącza komponentowego należy unikać wystawiania na działanie promieni słonecznych i deszczu, aby zapobiec starzeniu się złącza, korozji wewnętrznego złącza i, wzrostowi rezystancji styku, a nawet iskrzeniu, co może spowodować spadek wydajności systemu lub wypadek pożarowy.
Przy montażu złączy fotowoltaicznych priorytetem jest ogniwo zaciskowe i należy używać profesjonalnych narzędzi do zaciskania. Przed budową elektrowni fotowoltaicznej należy przeszkolić odpowiednich instalatorów inżynieryjnych w zakresie operacji zaciskania.
▲Wykres 3
Wraz z rozwojem technologii ogniw fotowoltaicznych zwiększa się również pojemność pojedynczego modułu fotowoltaicznego, stopniowo wzrasta również prąd ciągu. Choć teoretycznie konstrukcja niosąca za sobą szkic złącza MC4/H4 jest wystarczająca, aby spełnić wymagania stawiane tym modułom o dużej mocy, to z różnych powodów w ostatnich latach wiele elektrowni fotowoltaicznych doświadcza coraz większej liczby wypadków, w których dochodzi do topienia się złączy, spaleń, a nawet doprowadza do spalenia skrzynek przyłączeniowych i falowników. Rysunek 5, Rysunek 6, Rysunek 7.
▲Wykres 5
▲Wykres 6
▲Wykres 7
Jak wszyscy wiemy, w elektrowni fotowoltaicznej o mocy 100kWp takich złączy znajduje się zazwyczaj 600-1000, a ich stany pracy, takie jak rezystancja styku, są krytyczne dla normalnej pracy elektrowni fotowoltaicznej. Zły stan pracy złącza wpłynie na wzrost rezystancji wewnętrznej strony DC, co doprowadzi do spadku sprawności wytwarzania energii przez elektrownię. W najgorszym przypadku słaby styk spowoduje nagrzanie złącza lub nawet spalenie złącza, co doprowadzi do spalenia skrzynki przyłączeniowej i falownika (ilustracja 7). A jeszcze bardziej dotkliwe mogą prowadzić do wystąpienia pożarów na dużą skalę.
Streszczenie:Złącza komponentów, wtyczki złączy podłączone do skrzynek przyłączeniowych i falowniki łańcuchowe to miejsca, w których często dochodzi do awarii. Mimo, że złącze jest niewielkie, jest niezbędne w systemie wytwarzania energii fotowoltaicznej. Szczególnie w procesie eksploatacji i konserwacji po zakończeniu budowy elektrowni należy zwracać uwagę na jej stan pracy i regularnie sprawdzać wzrost temperatury wtyczki połączeniowej, aby upewnić się, że nie ma nieprawidłowości i regularnej pracy.
Przede wszystkim pośrednie wtyki modułów fotowoltaicznych powinny być solidnie połączone, a połączenie między zewnętrznym a złączem powinno być ocynowane; po podłączeniu ciągu modułów fotowoltaicznych należy przetestować napięcie obwodu otwartego i prąd zwarciowy ciągu modułów fotowoltaicznych; Rysunki i specyfikacje wymagają niezawodnego uziemienia.
Podczas montażu modułów fotowoltaicznych należy zwrócić szczególną uwagę na następujące środki ostrożności:
1) Tylko moduły fotowoltaiczne o tej samej wielkości i specyfikacji mogą być łączone szeregowo;
2) Surowo zabrania się instalowania modułów fotowoltaicznych w deszczowych, śnieżnych lub wietrznych warunkach pogodowych;
3) Surowo zabrania się podłączania dodatnich i ujemnych szybkich wtyczek tego samego elementu przewodu łączącego moduł fotowoltaiczny;
4) Korzystanie z płyty montażowej modułu fotowoltaicznego (EVA) będzie zabronione, jeśli jest ona uszkodzona;
5) Surowo zabrania się wchodzenia na płytę akumulatora, aby uniknąć uszkodzenia komponentów lub obrażeń ciała;
6) Zabrania się ściskania lub bicia, zderzania lub zarysowania szkła hartowanego modułów fotowoltaicznych ostrymi przedmiotami;
7) Rozpakowane panele słoneczne na placu budowy należy układać płasko przodem do góry, z drewnianymi paletami lub opakowaniem panelowym na dole i surowo zabrania się umieszczania ich w pozycji pionowej, ukośnej lub zawieszonej w powietrzu, a także surowo zabrania się bezpośredniego wystawiania tylnej części modułów na działanie promieni słonecznych;
8) Dwie osoby powinny przenosić moduły w tym samym czasie podczas procesu obsługi i należy obchodzić się z nimi ostrożnie, aby uniknąć znacznych wibracji, aby uniknąć pękania modułów fotowoltaicznych;
9) Surowo zabrania się podnoszenia modułu poprzez ciągnięcie za skrzynkę przyłączeniową lub przewód połączeniowy;
10) Podczas instalowania górnej płyty akumulatora należy zwrócić uwagę na ramę płyty akumulatora, która rysuje zainstalowaną płytę akumulatora podczas transportu;
11) Surowo zabrania się pracownikom instalacyjnym używania narzędzi do dowolnego dotykania płyty akumulatora, powodując zarysowania;
12) Surowo zabrania się dotykania metalowych części pod napięciem ciągu modułu fotowoltaicznego;
13) W przypadku komponentów, których napięcie w obwodzie otwartym przekracza 50 V lub których maksymalne napięcie znamionowe przekracza 50 V, w pobliżu urządzenia łączącego komponenty powinien znajdować się wyraźny znak ostrzegawczy o niebezpieczeństwie porażenia prądem.
Gdy system fotowoltaiczny jest podłączony do sieci w celu wytwarzania energii, panel fotowoltaiczny musi realizować całą kontrolę śledzenia punktu mocy, aby w sposób ciągły uzyskiwać całkowitą moc wyjściową przy dowolnym prądzie nasłonecznienia. Dlatego przy projektowaniu liczby modułów PV połączonych szeregowo należy zwrócić uwagę na następujące kwestie:
1) Specyfikacje, typy, liczba serii i kąty montażu modułów fotowoltaicznych podłączonych do tego samego falownika powinny być spójne.
2) Należy wziąć pod uwagę współczynnik temperaturowy optymalnego napięcia roboczego (Vmp) i napięcia obwodu otwartego (Voc) modułów fotowoltaicznych. Vmp szeregowo połączonego panelu fotowoltaicznego powinno mieścić się w zakresie MPPT falownika, a Voc powinno być niższe niż napięcie wejściowe falownika. Wartość maksymalna.
Ogólnie rzecz biorąc, zakres napięcia wejściowego DC falownika jest specyficzny. Zalecane maksymalne napięcie wejściowe prądu stałego falownika podłączonego do sieci fotowoltaicznej wynosi 1100 V, a zakres MPPT wynosi 200 V ~ 1000 V. Przy doborze liczby modułów w serii należy wziąć pod uwagę dwa aspekty: jednym z nich jest napięcie obwodu otwartego. Górna granica musi być mniejsza niż maksymalne napięcie wytrzymywane falownika; po drugie, dolna granica znamionowego napięcia roboczego jest nie mniejsza niż minimalna wartość zakresu MPPT falownika. Łącząc powyższe warunki, wybieramy maksymalną ilość połączeń szeregowych dla modułów fotowoltaicznych to nie więcej niż 21 jako szereg. W temperaturze pokojowej 25 °C napięcie obwodu otwartego wynosi 39,8 V × 20 ciągów = 796 V, a całkowite napięcie robocze mocy wynosi 32,1 V × 20 = 642 V, co spełnia wymagania maszyny.
Niezawodność i bezpieczeństwo systemu
1. Falownik ma dobrą niezawodność i bezpieczeństwo
1) Funkcja sterowania w pętli synchronicznej w pętli zamkniętej: próbkowanie w czasie rzeczywistym i porównanie napięcia zewnętrznej sieci energetycznej, fazy, częstotliwości i innych sygnałów, i zawsze utrzymuj synchronizację wyjścia falownika z zewnętrzną siecią energetyczną, jakość energii jest stabilna i niezawodna, nie zanieczyszcza sieci energetycznej i ma dobre parametry bezpieczeństwa.
2) Posiada funkcję automatycznego wyłączania i działania: falownik wykrywa napięcie, fazę, częstotliwość, wejście DC, napięcie wyjściowe AC, prąd i inne sygnały zewnętrznej sieci energetycznej w czasie rzeczywistym. Gdy wystąpią nienormalne warunki, automatycznie ochroni i odłączy wyjście AC; gdy przyczyna usterki zniknie, a sieć energetyczna powróci do normy, falownik wykryje i opóźni się przez pewien czas, a następnie przywróci wyjście prądu przemiennego i automatycznie połączy się z siecią, z dobrą niezawodnością.
3) Funkcja ochrony: Posiada funkcje ochronne, takie jak przepięcie, utrata napięcia, wykrywanie i ochrona częstotliwości, przeciążenie i przetężenie, upływ, ochrona odgromowa, zwarcie uziemienia i automatyczna izolacja sieci energetycznej.
2. Wydajność bezpieczeństwa systemu
Ponieważ cały system wytwarzania energii fotowoltaicznej jest wyposażony w bezpieczne i niezawodne urządzenie odgromowe, wybrany falownik posiada zabezpieczenia, takie jak przepięcie, podnapięcie, przeciążenie i przetężenie, uziemienie zwarciowe, upływ itp., więc cały system ma te funkcje ochronne, aby zapewnić, że konstrukcja i sprzęt zwykle działają w celu zapewnienia bezpieczeństwa zużycia energii elektrycznej w całym systemie.
W systemie elektrowni fotowoltaicznej uziemienie jest kluczową częścią projektu elektrycznego, która jest związana z bezpieczeństwem urządzeń i personelu elektrowni. Dobry projekt uziemienia może zapewnić, że elektrownia będzie znajdować się w bezpiecznym środowisku pracy przez długi czas, zmniejszyć częstotliwość awarii elektrowni i poprawić ogólną wydajność operacyjną elektrowni. Jakie są więc typowe rodzaje uziemienia w elektrowniach fotowoltaicznych?
1. Co to jest uziemienie
Uziemienie odnosi się do łączenia punktu neutralnego systemu zasilania i urządzeń elektrycznych, odsłoniętych przewodzących części sprzętu elektrycznego oraz części przewodzących na zewnątrz urządzenia z uziemieniem za pomocą przewodów. Można go podzielić na uziemienie robocze, uziemienie odgromowe i uziemienie ochronne.
2. Rola uziemienia
Często wiemy tylko, że uziemienie może zapobiec wstrząsom osobistym. Ale w rzeczywistości, oprócz tej funkcji, uziemienie może również zapobiegać uszkodzeniom sprzętu i linii, zapobiegać pożarom, zapobiegać uderzeniom piorunów, zapobiegać uszkodzeniom elektrostatycznym i zapewniać normalną pracę systemów energetycznych.
01 Ochrona przed porażeniem prądem elektrycznym
Impedancja ludzkiego ciała ma duży związek z warunkami środowiska. Dlatego uziemienie jest skutecznym sposobem zapobiegania porażeniu prądem. Po uziemieniu sprzętu elektrycznego przez urządzenie uziemiające, potencjał sprzętu elektrycznego jest zbliżony do potencjału uziemienia. Ze względu na rezystancję uziemienia, sprzęt elektryczny do potencjału uziemienia zawsze istnieje. Im jest większy, tym bardziej niebezpieczny jest, gdy ktoś go dotknie. Załóżmy jednak, że urządzenie uziemiające nie jest dostarczane. W takim przypadku napięcie uszkodzonej obudowy urządzenia będzie takie samo jak napięcie między fazą a ziemią, które nadal jest znacznie wyższe niż napięcie uziemienia, więc niebezpieczeństwo również odpowiednio wzrośnie.
02 Zapewnić normalną pracę systemu zasilania
Uziemienie systemu elektroenergetycznego, znane również jako uziemienie robocze, jest zwykle uziemione w neutralnym punkcie podstacji lub podstacji. Wymagana rezystancja uziemienia dla uziemienia roboczego jest minimalna, a w przypadku dużych podstacji wymagana jest siatka uziemiająca, aby zapewnić, że rezystancja uziemienia jest mała i niezawodna. Celem podłoża roboczego jest sprawienie, aby potencjał między neutralnym punktem siatki a ziemią był bliski zeru. System dystrybucji energii niskiego napięcia nie może uniknąć kontaktu linii fazowej z płaszczem lub ziemią po przerwaniu linii fazowej. Jeśli punkt neutralny jest odizolowany od uziemienia, napięcie na dole pozostałych dwóch faz wzrośnie do trzykrotności napięcia fazowego, co może spowodować przepalenie elektrycznego sprzętu roboczego o napięciu 220. W przypadku systemu z uziemieniem punktu neutralnego, nawet jeśli jedna faza jest zwarta z masą, pozostałe dwie fazy mogą być nadal bliskie napięciu fazowemu, więc sprzęt elektryczny podłączony do dwóch różnych faz nie zostanie uszkodzony. Ponadto może zapobiegać oscylacjom systemu, a poziom izolacji urządzeń i linii elektrycznych należy brać pod uwagę tylko w zależności od napięcia fazowego.
03 Ochrona przed uderzeniami piorunów i zagrożeniami związanymi z elektrycznością statyczną
Kiedy pojawia się piorun, oprócz bezpośredniego pioruna, wytwarzane są również pioruny indukcyjne, a pioruny indukcyjne dzielą się na statyczne pioruny indukcyjne i pioruny elektromagnetyczne. Najważniejszą metodą wszystkich środków ochrony odgromowej jest uziemienie.
3. Rodzaje uziemienia
Typowe typy uziemienia są następujące: uziemienie robocze, uziemienie odgromowe, uziemienie ochronne, uziemienie ekranujące, uziemienie antystatyczne itp.
01 Uziemienie odgromowe
Uziemienie odgromowe to system uziemienia zapobiegający uszkodzeniom w przypadku uderzenia pioruna (uderzenie bezpośrednie, indukcja lub wprowadzenie linii).
W ramach środków ochrony odgromowej uziemienie odgromowe wprowadza prąd piorunowy do ziemi. Ochrona odgromowa budynków i urządzeń elektrycznych wykorzystuje głównie jeden koniec ogranicznika (w tym piorunochron, pas odgromowy, siatkę odgromową, urządzenie odgromowe itp.) do połączenia z chronionym sprzętem. Drugi koniec jest podłączony do urządzenia uziemiającego. W rezultacie piorun jest skierowany do siebie, a prąd piorunowy dostaje się do ziemi przez swój przewodnik odprowadzający i urządzenie uziemiające. Ponadto, ze względu na efekt uboczny indukcji elektrostatycznej wywołanej przez piorun, aby zapobiec pośrednim uszkodzeniom, takim jak pożar domu lub porażenie prądem, zwykle konieczne jest uziemienie metalowego wyposażenia budynku, metalowych rur i konstrukcji stalowych.
02 Uziemienie robocze AC
Uziemienie robocze prądu przemiennego polega na podłączeniu określonego punktu w systemie elektroenergetycznym bezpośrednio lub za pomocą specjalnego sprzętu do uziemienia w celu połączenia metalowego. Uziemienie robocze odnosi się głównie do uziemienia neutralnego końca transformatora lub linii neutralnej (linia N). Drut N musi być zaizolowany rdzeniem miedzianym. W dystrybucji energii znajdują się pomocnicze zaciski wyrównania potencjałów, a zaciski wyrównania potencjałów znajdują się zwykle w szafie. Należy zauważyć, że ten terminal nie może być odsłonięty; nie można go mieszać z innymi systemami uziemienia, takimi jak uziemienie DC, uziemienie ekranujące, uziemienie antystatyczne itp.; nie można go również połączyć z przewodami PE.
03 Uziemienie ochronne
Uziemienie bezpieczeństwa zapewnia dobre metalowe połączenie między nienaładowanymi metalowymi częściami sprzętu elektrycznego a korpusem uziemiającym. W elektrowni fotowoltaicznej znajdują się głównie falowniki, komponenty i skrzynki rozdzielcze, które muszą być uziemione w celu ochrony bezpieczeństwa.
▲Uziemienie obudowy falownika
▲Uziemienie modułu fotowoltaicznego
04 Uziemienie tarczy
Aby zapobiec zakłóceniom powodowanym przez zewnętrzne pola elektromagnetyczne, uziemienie zewnętrznej obudowy sprzętu elektronicznego oraz ekranowanych przewodów wewnątrz i na zewnątrz urządzenia lub metalowych rur, które przez niego przechodzą, nazywa się uziemieniem ekranującym. Ta metoda uziemienia jest zwykle stosowana do uziemienia warstwy ekranującej linii komunikacyjnej RS485 w elektrowni fotowoltaicznej, co może skutecznie zapobiegać zakłóceniom komunikacji przez pole elektromagnetyczne, gdy wiele falowników wykonuje komunikację szeregową 485.
▲Warstwa ekranująca linii komunikacyjnej 485 jest uziemiona
05 Uziemienie antystatyczne
W przypadku niektórych szczególnych środowisk instalacji falowników, takich jak instalacja w suchym pomieszczeniu komputerowym, uziemienie zapobiegające zakłóceniom falownika elektrostatycznego generowanym przez suchy klimat pomieszczenia komputerowego nazywa się uziemieniem antystatycznym. Antystatyczne urządzenie uziemiające może być współdzielone z uziemieniem bezpieczeństwa falownika.
Standardowe wymagania dotyczące specyfikacji rezystancji uziemienia przedstawiono w poniższej tabeli:
Podsumować
Jako zestaw systemów długoterminowej eksploatacji, elektrownie fotowoltaiczne muszą być uziemione podczas projektowania i budowy, aby ograniczyć niepotrzebną eksploatację i konserwację na późniejszym etapie, aby zapewnić długoterminową stabilną, bezpieczną i wydajną pracę systemu.
Dzięki szerokiemu zastosowaniu wytwarzania energii fotowoltaicznej, połączenie między modułami fotowoltaicznymi a ciągami modułów, połączenie zacisków DC skrzynek łączących, falowników i innych urządzeń jest szeroko stosowane w międzynarodowych standardowych złączach MC4 / H4, jak pokazano na rysunku 1 i rysunku 1. 2 pokazane.
▲Wykres 1
▲Rysunek 2
1. Wymagania eksploatacyjne złączy fotowoltaicznych
Jakie są więc wymagania dotyczące wydajności złączy fotowoltaicznych?
Po pierwsze, złącze fotowoltaiczne powinno mieć dobrą przewodność, a rezystancja styku nie powinna być większa niż 0,35 milioma.
Po drugie, musi mieć dobre parametry bezpieczeństwa, aby zapewnić bezpieczeństwo modułów ogniw słonecznych. Po trzecie, środowisko i klimat, w którym używane są urządzenia wykorzystujące energię słoneczną, są czasami narażone na okropne warunki pogodowe i środowisko. Dlatego musi mieć wodoodporność, wysoką temperaturę, odporność na korozję, wysoką izolację i inne właściwości, a poziom ochrony powinien osiągnąć IP68.
Po trzecie, konstrukcja złącza słonecznego powinna być mocna i niezawodna, a siła połączenia między złączami męskimi i żeńskimi nie powinna być mniejsza niż 80N. W przypadku złącza MC4 podłączonego do o przekroju czterech mm², przy przewodzeniu prądu 39A, temperatura nie powinna przekraczać górnej granicy temperatury 105 stopni. Złącza MC4 / H4 są złączami jednożyłowymi z męskimi i żeńskimi złączami i mają wiele zalet, takich jak dobre uszczelnienie, wygodne połączenie, wygodna konserwacja i konserwacja.
2. Środki ostrożności dotyczące montażu złączy fotowoltaicznych
Przy doborze wtyczki należy zwrócić uwagę na jakość produktu, w tym rozmiar wewnętrznego przewodnika metalowego, grubość materiału, elastyczność i powłokę, które powinny spełniać zdolność do przenoszenia dużego prądu. Dobry kontakt, plastikowa obudowa wtyczki powinna zapewniać, że powierzchnia jest gładka bez pęknięć, a interfejs jest dobrze uszczelniony. Podczas instalowania złącza komponentowego należy unikać wystawiania na działanie promieni słonecznych i deszczu, aby zapobiec starzeniu się złącza, korozji wewnętrznego złącza i, wzrostowi rezystancji styku, a nawet iskrzeniu, co może spowodować spadek wydajności systemu lub wypadek pożarowy.
Przy montażu złączy fotowoltaicznych priorytetem jest ogniwo zaciskowe i należy używać profesjonalnych narzędzi do zaciskania. Przed budową elektrowni fotowoltaicznej należy przeszkolić odpowiednich instalatorów inżynieryjnych w zakresie operacji zaciskania.
▲Wykres 3
Wraz z rozwojem technologii ogniw fotowoltaicznych zwiększa się również pojemność pojedynczego modułu fotowoltaicznego, stopniowo wzrasta również prąd ciągu. Choć teoretycznie konstrukcja niosąca za sobą szkic złącza MC4/H4 jest wystarczająca, aby spełnić wymagania stawiane tym modułom o dużej mocy, to z różnych powodów w ostatnich latach wiele elektrowni fotowoltaicznych doświadcza coraz większej liczby wypadków, w których dochodzi do topienia się złączy, spaleń, a nawet doprowadza do spalenia skrzynek przyłączeniowych i falowników. Rysunek 5, Rysunek 6, Rysunek 7.
▲Wykres 5
▲Wykres 6
▲Wykres 7
Jak wszyscy wiemy, w elektrowni fotowoltaicznej o mocy 100kWp takich złączy znajduje się zazwyczaj 600-1000, a ich stany pracy, takie jak rezystancja styku, są krytyczne dla normalnej pracy elektrowni fotowoltaicznej. Zły stan pracy złącza wpłynie na wzrost rezystancji wewnętrznej strony DC, co doprowadzi do spadku sprawności wytwarzania energii przez elektrownię. W najgorszym przypadku słaby styk spowoduje nagrzanie złącza lub nawet spalenie złącza, co doprowadzi do spalenia skrzynki przyłączeniowej i falownika (ilustracja 7). A jeszcze bardziej dotkliwe mogą prowadzić do wystąpienia pożarów na dużą skalę.
Streszczenie:Złącza komponentów, wtyczki złączy podłączone do skrzynek przyłączeniowych i falowniki łańcuchowe to miejsca, w których często dochodzi do awarii. Mimo, że złącze jest niewielkie, jest niezbędne w systemie wytwarzania energii fotowoltaicznej. Szczególnie w procesie eksploatacji i konserwacji po zakończeniu budowy elektrowni należy zwracać uwagę na jej stan pracy i regularnie sprawdzać wzrost temperatury wtyczki połączeniowej, aby upewnić się, że nie ma nieprawidłowości i regularnej pracy.
Przede wszystkim pośrednie wtyki modułów fotowoltaicznych powinny być solidnie połączone, a połączenie między zewnętrznym a złączem powinno być ocynowane; po podłączeniu ciągu modułów fotowoltaicznych należy przetestować napięcie obwodu otwartego i prąd zwarciowy ciągu modułów fotowoltaicznych; Rysunki i specyfikacje wymagają niezawodnego uziemienia.
Podczas montażu modułów fotowoltaicznych należy zwrócić szczególną uwagę na następujące środki ostrożności:
1) Tylko moduły fotowoltaiczne o tej samej wielkości i specyfikacji mogą być łączone szeregowo;
2) Surowo zabrania się instalowania modułów fotowoltaicznych w deszczowych, śnieżnych lub wietrznych warunkach pogodowych;
3) Surowo zabrania się podłączania dodatnich i ujemnych szybkich wtyczek tego samego elementu przewodu łączącego moduł fotowoltaiczny;
4) Korzystanie z płyty montażowej modułu fotowoltaicznego (EVA) będzie zabronione, jeśli jest ona uszkodzona;
5) Surowo zabrania się wchodzenia na płytę akumulatora, aby uniknąć uszkodzenia komponentów lub obrażeń ciała;
6) Zabrania się ściskania lub bicia, zderzania lub zarysowania szkła hartowanego modułów fotowoltaicznych ostrymi przedmiotami;
7) Rozpakowane panele słoneczne na placu budowy należy układać płasko przodem do góry, z drewnianymi paletami lub opakowaniem panelowym na dole i surowo zabrania się umieszczania ich w pozycji pionowej, ukośnej lub zawieszonej w powietrzu, a także surowo zabrania się bezpośredniego wystawiania tylnej części modułów na działanie promieni słonecznych;
8) Dwie osoby powinny przenosić moduły w tym samym czasie podczas procesu obsługi i należy obchodzić się z nimi ostrożnie, aby uniknąć znacznych wibracji, aby uniknąć pękania modułów fotowoltaicznych;
9) Surowo zabrania się podnoszenia modułu poprzez ciągnięcie za skrzynkę przyłączeniową lub przewód połączeniowy;
10) Podczas instalowania górnej płyty akumulatora należy zwrócić uwagę na ramę płyty akumulatora, która rysuje zainstalowaną płytę akumulatora podczas transportu;
11) Surowo zabrania się pracownikom instalacyjnym używania narzędzi do dowolnego dotykania płyty akumulatora, powodując zarysowania;
12) Surowo zabrania się dotykania metalowych części pod napięciem ciągu modułu fotowoltaicznego;
13) W przypadku komponentów, których napięcie w obwodzie otwartym przekracza 50 V lub których maksymalne napięcie znamionowe przekracza 50 V, w pobliżu urządzenia łączącego komponenty powinien znajdować się wyraźny znak ostrzegawczy o niebezpieczeństwie porażenia prądem.