Surge in PV Systems: una guida completa al suo ruolo, ai rischi e alla selezione

# Sourge nei sistemi fotovoltaici: una guida completa al suo ruolo, ai rischi e alla selezione

Che si tratti di una piccola configurazione del pannello solare residenziale o di una centrale fotovoltaica commerciale fotovoltaica (PV), "Surge" è un argomento chiave inevitabile, ma molte persone si rendono conto solo della sua importanza solo quando le attrezzature malfunzionano. Questa nota suddivide il ruolo di base delle ondate nei sistemi fotovoltaici e come selezionare un dispositivo di protezione Surge (SPD) adatto al sistema, rendendo facile la comprensione dei principianti.

## I. Innanzitutto, capire: cos'è esattamente un aumento di un sistema fotovoltaico?

In poche parole, un'ondata è un'improvvisa "onda di shock di tensione/corrente" in un sistema fotovoltaico, con tre fonti comuni:  

1. ** Impatto esterno **: il più tipico sono gli attacchi di fulmini (fulmini diretti o indotti). Lo scarico dalle nuvole può generare istantaneamente un'alta tensione di decine di migliaia di volt nelle linee;  

2. ** Avvio/arresto del sistema **: quando gli inverter fotovoltaici o le scatole del combinatore si avviano o si spegne, cambiamenti improvvisi nel trigger di corrente "onde operative";  

3. ** Fluttuazioni della griglia **: improvvisi aumenti della tensione della griglia (ad esempio, quando viene riparato un guasto della griglia) possono causare impatti inversi sul sistema fotovoltaico connesso alla griglia.  

Questi ondati sono caratterizzati da essere "brevi ma intensi": possono durare solo pochi microsecondi, ma la tensione può salire a più di 10 volte la tensione nominale del sistema, che i normali moduli fotovoltaici e inverter non possono resistere.

## II. Ruolo principale dei dispositivi di protezione Surge (SPD): installazione di una "valvola di sicurezza" per i sistemi fotovoltaici

I surghi stessi non sono "utili"; Ciò che funziona davvero è il dispositivo di protezione ** Surge (SPD, noto anche come Arrester Lightning) **. Il suo compito fondamentale è quello di "bloccare i sovrapposizioni pericolose", in particolare in tre aspetti:  

1. ** Proteggi le apparecchiature core da Breakdown **  

I componenti in inverter fotovoltaici, scatole di giunzione del pannello fotovoltaico e scatole di un combinatore hanno limiti superiori alla capacità di resistenza di tensione (ad esempio, la tensione sul lato CC della tensione degli inverter è generalmente 1000V-1500V). Una volta che la tensione di aumento supera questo limite, i componenti si esauriscono all'istante, con i costi di manutenzione che spesso vanno da migliaia a decine di migliaia di yuan. Gli SPD possono condurre elettricità nel battito di ciglia di un occhio (di solito ≤25 nanosecondi) quando si verifica un'ondata, deviando la tensione/corrente in eccesso a terra, equivalente a "bloccare i proiettili" per l'attrezzatura.  

2. ** Prevenire l'arresto improvviso del sistema o il malfunzionamento **  

Anche se un'ondata non brucia direttamente l'apparecchiatura, può interferire con il chip di controllo dell'inverter, facendo riferire falsamente l'inverter e disconnettersi dalla griglia. Ad esempio, dopo un temporale, molti sistemi fotovoltaici residenziali smettono improvvisamente di generare elettricità, probabilmente è dovuto a inglesi che colpiscono l'inverter. L'installazione dell'SPD giusto può ridurre tali "problemi ingiustificati" e garantire la generazione di energia stabile del sistema.  

3. ** Estendi la durata complessiva del sistema fotovoltaico **  

Frequenti piccoli aumenti (ad esempio quelli causati da fluttuazioni quotidiane della griglia) possono danneggiare i circuiti di moduli e inverter "nel tempo", come l'accelerazione dell'invecchiamento dei condensatori. Gli SPD possono filtrare questi piccoli ingenti, estendendo indirettamente la durata di servizio dell'intero sistema fotovoltaico (di solito di altri 3-5 anni).

## III. PASSAGGIO CHIAVE: come selezionare un SPD adatto al sistema fotovoltaico?

La selezione di un SPD non riguarda "maggiore è il meglio" o "più economico più economico". Richiede concentrarsi su tre parametri principali del sistema e seguendo quattro passaggi:  

### PASSAGGIO 1: Innanzitutto, chiarire il "livello di tensione" del sistema

Questo è il prerequisito più elementare: la tensione nominale dell'SPD deve corrispondere alle tensioni sul lato DC e sul lato CA del sistema fotovoltaico:  

-** PV residenziale (di solito 3-10kW) **: la tensione sul lato DC è generalmente 300V-800V; Selezionare un SPD con una tensione CC nominale (UC) ≥800V. Il lato CA è collegato a una griglia a 220 V; Selezionare un SPD con una tensione CA nominale (UC) ≥250V.  

-** PV commerciale/industriale (di solito 50kW e superiore) **: la tensione sul lato DC può raggiungere 1000V-1500V; L'UC dell'SPD dovrebbe essere ≥1500V. Il lato CA è collegato a una griglia di potenza trifase a 380 V; Seleziona un SPD con UC ≥420 V.  

*Nota: se la tensione nominale dell'SPD è inferiore alla tensione di sistema, si esaurisce da sola; Se è troppo alto, non può attivare la protezione in modo tempestivo.*

### Passaggio 2: selezionare "Capacità di trasporto corrente" in base alla potenza del sistema

La capacità di trasporto della corrente (IIMP o in) rappresenta la corrente massima di aumento che un SPD può resistere. Se è troppo piccolo, l'SPD sarà suddiviso dall'impugnatura; Se è troppo grande, sarà uno spreco di denaro:  

- ** Sistemi residenziali (3-10kW) **: se non ci sono edifici alti nelle vicinanze e la probabilità di sciopero dei fulmini è bassa, un SPD con in = 20KA (forma d'onda 8/20 μs) è sufficiente; Se situato in aree montuose o regioni soggette a temporali, un SPD con In = 40KA è più affidabile.  

- ** Sistemi commerciali/industriali (50kW e oltre) **: per gli SPD nella parte anteriore delle scatole e degli inverter di combinatore, si consiglia di selezionarli con In = 40Ka-60KA; Per le centrali elettriche su larga scala (livello MW), è richiesto un SPD primario aggiuntivo con in ≥100ka sul lato ad alta tensione.  

*Fatto divertente: 8/20μs è la forma d'onda di aumento più comune nei sistemi fotovoltaici, il che significa che impiega 8 microsecondi affinché la corrente di aumento si alzi da 0 al suo picco e 20 microsecondi per scendere a metà del picco.*

### Passaggio 3: controlla il "livello di protezione" e abbina la posizione dell'installazione

Gli SPD nei sistemi fotovoltaici richiedono "protezione gerarchica" e diversi livelli di SPD dovrebbero essere selezionati per diverse posizioni:  

- ** Protezione primaria (ingresso del sistema) **: ad esempio, la scatola di distribuzione principale dell'array fotovoltaico e l'estremità anteriore del mobile collegato alla griglia. Seleziona un SPD "Classe B" (in grado di resistere a grandi correnti da attacchi di lampi diretti) con una grande capacità di trasporto di corrente (sopra 40KA).  

- ** Protezione secondaria (front -end dell'attrezzatura) **: ad esempio, le estremità di input degli inverter e delle scatole di combinatore. Seleziona un SPD "Classe C" (protegge da fulmini indotti e ondulioni operative) con una capacità di trasporto corrente di 20Ka-40KA.  

- ** Protezione terziaria (front -end del componente) **: ad esempio, i circuiti interni degli inverter e le apparecchiature di monitoraggio. Seleziona un SPD "Classe D" (protegge da piccole ondate) con una capacità di trasporto corrente di 10Ka-20Ka.  

*I sistemi residenziali devono avere almeno una protezione secondaria (parte anteriore del gabinetto inverter + collegato alla griglia), mentre i sistemi commerciali devono essere dotati di tutti e tre i livelli di protezione.

### Passaggio 4: non trascurare la "certificazione e compatibilità"

- ** Certificazione **: assicurarsi di selezionare SPD con certificazioni internazionali o nazionali, come la certificazione CE dell'UE e la certificazione CQC cinese. Evita di acquistare "tre prodotti" (molti SPD di bassa qualità falliscono dopo alcuni mesi di utilizzo).  

- ** Compatibilità **: presta attenzione al fatto che il tipo di interfaccia di SPD (ad es. Blocco terminale o plug) corrisponde ai cavi fotovoltaici. Allo stesso tempo, conferma che la dimensione dell'installazione dell'SPD può adattarsi alla scatola di distribuzione (le scatole di distribuzione residenziale hanno spazio limitato, quindi non acquistare quelle di grandi dimensioni).

## IV. Promemorio finale: l'installazione corretta è importante quanto la selezione corretta

1. ** Installare vicino all'apparecchiatura protetta **: l'SPD deve essere installato il più vicino possibile all'apparecchiatura protetta (ad esempio, entro 1 metro dalla parte anteriore dell'inverter). Più corto è il cavo, migliore è l'effetto di protezione;  

2. ** Grounding affidabile **: la resistenza di messa a terra del filo di messa a terra dell'SPD deve essere ≤4Ω. La scarsa messa a terra impedirà la deviazione della corrente di ondata, rendendo inutile l'SPD;  

3. ** Ispezione regolare **: prima della stagione temporale ogni anno, controlla la luce dell'indicatore della SPD (dovrebbe essere verde in condizioni normali; se diventa rossa o si spegne, è richiesta la sostituzione). Si consiglia di sostituire gli SPD residenziali ogni 3-5 anni e quelli commerciali ogni 2-3 anni.

Se il tuo sistema fotovoltaico ha parametri specifici (come l'alimentazione o la posizione dell'installazione), puoi aggiungerli nei commenti e posso aiutarti a perfezionare i suggerimenti di selezione! Sei anche il benvenuto a condividere eventuali problemi relativi alle aumenti che hai riscontrato, quindi possiamo evitare le insidie ​​insieme!