Yangın Güvenliği Tehlikesi
Son yıllarda, PV elektrik santrali yangın kazaları sıklıkla meydana gelmekte olup, bu sadece elektrik santralinin mülkiyetini ve enerji üretim gelirini kaybetmekle kalmayıp aynı zamanda bina hasarına ve kişisel yaralanmaya neden olmakta ve hatta çevredeki çevreye yayılarak bir dizi ikincil felaketle sonuçlanmaktadır. .
DC ark, PV güç istasyonunda en yaygın arıza olgusudur. Kontak kopması, cihazın eskimesi, izolasyon kopması ve zayıf topraklama nedeniyle arklar oluşacaktır. Ayrıca DC arkının zararı AC arkınkinden çok daha fazladır, çünkü DC arkta sıfır geçiş noktası yoktur, bir kez oluştuğunda yanmaya devam eder, söndürmesi zordur ve söndürmesi çok kolaydır. yangın kazalarına neden olur. İstatistiklere göre, PV güç istasyonlarındaki yangın kazalarının yarısından fazlası DC arklarından kaynaklanmaktadır. PV modüllerinin özellikleri büyüdükçe DC tarafı sisteminin gücü ve akımı artar. Joule yasası Q=I²Rt'ye göre, akım iki katına çıkar ve kısa devre noktasının termal etkisi 4 kat artar, yangına neden olma riski de büyük ölçüde artar.
DC Ark Sınıflandırması
Geleneksel elektrik ürünlerinden farklı olarak, PV modülleri ve kabloları için bileşen ve kablo arızalarından kaynaklanan arkları ve kıvılcımları içerecek entegre bir muhafaza yoktur, buna karşın birçok PV tesisatı DC arklarını sürdüren tipik DC voltajlarında çalışabilir.
PV kurulumlarında üç ana ark kategorisi vardır:
— Seri arklar, hatalı kablolama veya kopmuş seri kablolamadan kaynaklanabilir.
— Paralel arklar, farklı potansiyellere sahip bitişik hatlar arasındaki kısmi kısa devrelerden kaynaklanabilir.
— Yalıtım hatası nedeniyle toprak arkları
Seri Ark
Seri yay, aynı zamanda çizilmiş yay olarak da bilinir. Seri arklara genellikle bileşenler arasındaki kablo fişlerinin zayıf teması ve dizi kabloları ile birleştirici kutular veya invertörler arasındaki zayıf bağlantı neden olur. PV güç istasyonundaki çok sayıda seri fiş nedeniyle, 1MW çatı PV güç istasyonunda 2000 çift fiş vardır. Bu kadar çok fiş çifti ile tüm fişlerin iyi kalitede olmasını sağlamak zordur. Bu tehlikeler zayıf temasa ve DC arklarının oluşumuna yol açar.
Şu anda, birkaç invertör ark koruma fonksiyonunu entegre eder, ancak bu koruma ile ilgili iki büyük sorun vardır: Birincisi, bir dizide bir ark hatası varsa, tüm invertör kapatılacak ve büyük hasara neden olacaktır. Güç üretimi kaybı; ikincisi, ark arıza yeri işlevi olmadan, işletme ve bakım personeli arkın yerini zamanında ve doğru bir şekilde bulamaz, bu da özünde bir çözüm değildir. Yapabilecekleri tek teknik sıfırlama koruması, invertörü çalışır durumda tutmaktır. Bu bakış açısından, invertere entegre edilmiş ark çekme koruma fonksiyonu, ark çekme hatası sorununu gerçekten etkin bir şekilde çözemez.
paralel yay
Paralel arklara esas olarak hat hasarından kaynaklanan pozitif ve negatif iletkenlerin kısa devre yapması veya dizi kabloları arasındaki kısa devre neden olur. Dizi kabloları mekanik olarak sıkıldığında veya aşındığında, pozitif ve negatif elektrotlar arasında veya farklı diziler arasında bir paralel ark hatası olan ark oluşacaktır. Paralel yaylara da yol açabilecek başka bir durum daha var. Sistemdeki seri arklar zamanında ele alınmadığında seri arkların ısısı kabloların yalıtımını yakar ve paralel arklar oluşturur.
Bileşen kare dizisinin ana iletkenleri arasında paralel bir ark oluştuğunda, ark yeterli enerjiyi alabildiğinden söndürmek daha zordur ve bu da büyük bir yangın kazasına neden olacaktır. Seri arıza arkı, DC barasının veya PV sisteminin karşılık gelen dizisinin bağlantısı kesilerek söndürülebilir, ancak paralel arıza arkı söndürülemez ve hatta ark yolundan daha büyük bir akımın geçmesine neden olarak arkı daha yoğun hale getirebilir.
Şu anda, invertere entegre edilmiş ark koruma işlevi, paralel arkları ve toprak arklarını algılayamaz, ancak paralel arkların yıkıcı gücü genellikle seri arklarınkinin 10 katıdır ve güvenlik tehlikesi daha da fazladır.
zemin yayı
Bileşenlerin eskimesi ve hasar görmesi veya mekanik hasar, zemin deşarjına neden olur. Bileşenler renkli çelik kiremit çatı üzerine düz olarak serilirse, zemin yayları veya sızıntılar olacaktır. Özellikle yağmurlu günlerde bu tür bir arızayı bulmak kolay değildir. Şu anda çözüm, invertörü kapatmak ve çalıştırmadan önce toprağın kurumasını beklemektir. Bu yöntem, tehlikeleri etkin bir şekilde ortadan kaldıramaz ve kişisel elektrik çarpması riskini artıramaz.
DC Yüksek Gerilim
Bir PV güç istasyonunda, PV modülleri, genellikle yaklaşık 1000V'a ulaşan bir DC yüksek voltaj devresi oluşturmak için seri olarak bağlanır. Sistem kapatıldığında bile, PV modül matrisinde hala yaklaşık 1000 voltluk bir DC yüksek voltajı vardır. Özellikle çatı katındaki PV elektrik santralleri için, PV güç istasyonlarında ve binalarda bir yangın meydana geldiğinde, güvenli bir şekilde kurtarılması zordur; rutin elektrik santrali işletimi ve bakımı veya mülk bakımı sırasında operatörler ve denetçiler de elektrik çarpması riski altındadır.
Senaryo Risk Analizi
Hükümet, Okul, Hastane, Konut çatı katı
1. Bölgesel kontrol. Bileşenleri anormallik açısından taramak için insansız hava araçları kullanmak imkansızdır ve zamanında tehlike bulamaz;
2. Nüfus yoğun. Bileşen kare dizisinde sızıntı var, personel için yüksek elektrik çarpması riski var;
3. Kurtarma sınırlıdır. Yangın gibi acil bir durumda, dizinin yüksek voltajı kapatılamaz, kurtarmayı engeller;
4. Kamuoyunun etkisi. Bir kaza meydana gelirse, kamuoyunun etkisi daha büyük olacaktır.
Çeşitli renk çelik kiremit çatı
1. İncelemek zordur. Renkli çelik kiremit çatının incelenmesi uygun değildir ve ark güvenliği tehlikesi zamanında keşfedilemez;
2. Kurtarma sınırlıdır. Yangın gibi acil bir durumda, dizinin yüksek voltajı kapatılamaz, kurtarmayı engeller;
3. Çatı kırılgandır. Ve DC ark kıvılcımının renkli çelik kiremitten yanması ve alt alana girmesi, yangına ve maddi hasara neden olması kolaydır.
Karayolları, nehirler ve diğer alanlar
1. Çevresel riskler. Sigara izmaritlerinden ve bileşenlerinden çıkan ara sıra oluşan ark kıvılcımları, yabani otların kolayca aşağıda yanmasına neden olabilir;
2. İncelemek zor. Uzun ve dar alan muayene için elverişsizdir, işletme ve bakım zordur ve tehlikeler zamanında bulunamaz;
3. Kurtarması zor. Yangın ve diğer kazalar gibi kentsel alandan uzakta, kurtarması zordur;
4. İkincil kaza. Araç veya başka bir kaza bileşenlere zarar verdiğinde, dizinin yüksek voltajı zamanında kapatılamaz ve bu da ciddi bir ikincil kazaya neden olabilir.
Ulusal yasalar ve düzenlemeler
AMERİKA BİRLEŞİK DEVLETLERİ:
Ulusal Elektrik Kodu NEC2020 belgesinin son baskısına göre:
PV matrisine 305mm mesafeyi limit olarak alın, limitin dışında, tetikleme cihazı başlatıldıktan sonra 30S içinde, voltaj 30V'un altına düşer; Sınır içinde, bir "PV tehlike kontrol sistemi" olması veya tetikleme cihazının çalıştırılmasından sonra 30S içinde voltajı 80V'un altına düşürmesi gerekir.
Kanada:
Kanada Elektrik Yasası 2021 Sürümüne göre:
PV sisteminin DC tarafı voltajı 80V'den büyük olduğunda, bir ark hatası kesme cihazı veya diğer eşdeğer ekipman kurulmalıdır.
PV sistemi binaya veya binaya kurulduğunda, hızlı bir kapatma cihazı kurulmalıdır. PV modülünden 1 metre uzakta, hızlı kapatma cihazı başlatıldıktan sonra voltajı 30S içinde 30V'un altına düşürmek gerekir.
Almanya:
Alman Standardı VDE-AR-E'ye 2100-712 göre:
PV sisteminde evirici kapatılırsa veya şebeke arızalanırsa DC voltajının 120V'den az olması gerekir. DC tarafı voltajını 120V'nin altına getirmek için bir kapatma cihazının kullanılmasından bahsedilmektedir.
Avustralya:
En son AS/NZS 5033:2021 standardının 4.3.3 bölümüne göre:
DC voltajı 120Vd.c'den büyük olduğunda, modül ile invertör arasına bir bağlantı kesme cihazı kurulmalıdır.
Tayland:
Tayland Elektrik Kodu-Solar Çatı Üstü Güç Kaynağı Kurulumları 2022 bölüm 4.3.13'e göre:
Çatı katındaki PV güç istasyonunun hızlı bir kapatma cihazı ile donatılması gerekir ve limit PV matrisinden 300 mm'dir. Cihaz çalıştırıldıktan sonra 30 saniye içerisinde limit aralığındaki voltaj 80V'un altına, limit aralığı dışındaki voltaj ise 30V'un altına düşürülür.
BENY Öz Ar-Ge Ürünleri
Güneş çatısı ve bina yangın güvenliği için, BENY dizi seviyesi ve modül seviyesi hızlı kapatma cihazları, panellerin voltajını mikrosaniyede belirli bir güvenli seviyeye kadar kontrol eder. Kazaları önleyin ve güneş enerjisi sisteminin güvenliğini artırın. BENY hızlı kapatma çözümleri CE, TUV, UL standardına göre tasarlanmıştır, Thai Elektrik Kodu, NEC2020 gibi ulusal yasa ve yönetmeliklere uygundur. Sunspec ittifakının bir üyesi olarak BENY, çoklu dizi inverterlerle daha geniş uyumluluk için PLC iletişim RSD'leri geliştirmektedir. Ürünleri hemen inceleyin.
sonsöz
PV elektrik santrallerinin inşaatı tüm hızıyla devam ediyor ve binlerce hane ile yakından bağlantılı. nasıl sağlanır"Emniyet"PV elektrik santrallerinin sayısı tüm endüstriden büyük ilgi görüyor. Bu sorunu etkin bir şekilde çözmek için, tüm endüstrinin yenilikçi çözümler bulmak için birlikte çalışması ve ilgili standartları ve düzenlemeleri sürekli olarak iyileştirmesi ve ardından sonraki elektrik santrali yapımında ilgili gereksinimleri gerçekten uygulaması gerekir.
Önemli bir enerji altyapısı olarak, PV güç istasyonlarının güvenli, istikrarlı ve verimli çalışması, ekonomik kalkınma için önemli bir garantidir.
