Cách chọn bộ ngắt điện DC cho hệ thống PV năng lượng mặt trời

Việc lựa chọn bộ ngắt mạch DC cho hệ thống PV bắt đầu từ điện áp thực của hệ thống, dòng điện, cấu hình mạch, công suất hoạt động và ranh giới cách ly. Thiết bị được chấp nhận phải đáp ứng các yêu cầu về khả năng hoạt động của hệ thống DC cho từng vị trí kết nối và điều kiện lắp đặt chính xác. Chỉ có chứng nhận về khả năng hoạt động của hệ thống AC, điện áp đầu ra cao hoặc sản phẩm được mô tả một cách thông thường là bộ tách điện DC không đủ. Người mua nên yêu cầu kèm theo các chứng nhận về cấu hình được hỗ trợ, loại sử dụng áp dụng, hướng dẫn sử dụng môi trường và các bằng chứng hợp đồng. Bộ ngắt mạch và bộ ngắt điện cũng cần các chứng nhận sản phẩm khác nhau; chỉ có tên gọi không đủ để chứng minh thiết bị được đề xuất đáp ứng các yêu cầu về chuyển mạch và cách ly của dự án.

Xác định mạch PV và ranh giới công việc

Xác định vị trí của thiết bị được đề xuất: dây cáp riêng lẻ, mảng kết hợp, đầu vào biến tần hoặc một mạch DC được thiết kế đặc biệt khác. Ghi lại mọi nguồn có thể cung cấp năng lượng cho các dây dẫn liên quan, bao gồm các dây song song khác và bất kỳ kết nối pin nào. Vị trí này ảnh hưởng đến đường dẫn dòng điện và công suất chuyển mạch cần thiết. Một sơ đồ sẽ hữu ích hơn so với mô tả sản phẩm đơn giản chỉ nói đến công tắc năng lượng mặt trời.

Việc xác định mục đích của thiết bị ngắt kết nối là cần thiết. Việc ngăn dòng điện không được truyền vào bộ biến tần không đồng nghĩa với việc làm cho tất cả các dây dẫn PV trở nên an toàn khi tiếp xúc. Các bộ phận ở phía mảng có thể vẫn tiếp tục được cấp điện trong điều kiện ánh sáng ban ngày. Các bộ biến tần cũng có thể chứa năng lượng dự trữ hoặc có các nguồn cung cấp bổ sung. Nhà thiết kế có thẩm quyền phải xác định ranh giới và quy trình cụ thể cho từng thiết bị.

Để biết sự khác biệt giữa việc chuyển mạch và bảo vệ, vui lòng tham khảo phần Hướng dẫn về công suất của công tắc ngắt điện. Điều này giải thích tại sao việc vận hành, chế tạo, vỡ và phối hợp lỗi là những vấn đề riêng biệt. Một dự án năng lượng mặt trời cần sự phân biệt này cùng với các bằng chứng cụ thể về công suất dòng điện xoay chiều và cấu hình mảng của nó, thay vì chỉ dựa vào chỉ số công suất dòng điện xoay chiều được chuyển từ AC sang DC theo kiểu tương đối.

Thiết lập điện áp tối đa từ dữ liệu dự án

Hãy sử dụng thông tin điện áp không tải của nhà sản xuất mô-đun, hệ số nhiệt độ, số lượng mô-đun trong chuỗi và các điều kiện thiết kế của dự án. Việc đánh giá điện áp ở nhiệt độ thấp phải tuân theo phương pháp thiết kế áp dụng. Điện áp hoạt động thông thường của biến tần không phải là điện áp tối đa mà thiết bị ngắt có thể chịu được, và chỉ riêng nhãn mô-đun không thể mô tả toàn bộ chuỗi.

Hãy lưu giữ các thông số tính toán và nguồn cung cấp chúng trong hồ sơ thiết kế. Nếu nhà cung cấp đưa ra giá cho một mức điện áp nhất định, hãy hỏi xem sơ đồ kết nối, số lượng tiếp điểm nối tiếp và điều kiện lắp đặt đó được hỗ trợ bởi những gì. Một mức điện áp tiêu chuẩn không được kết hợp với cấu hình cụ thể của nó thì không thể so sánh một cách đáng tin cậy với một đề xuất khác. Đừng thêm các mức điện áp vào nếu không có tài liệu của nhà sản xuất hỗ trợ rõ ràng cho sự sắp xếp đó.

Bài viết này không quy định một hệ số nhiệt độ chung hoặc tính toán chỉ số dự án dựa trên điều kiện thời tiết giả định. Nhà thiết kế nên cung cấp bộ công suất được chấp nhận. Sau đó, nhà mua hàng sẽ kiểm tra xem sự sắp xếp thiết bị được ghi trong tài liệu có đáp ứng được yêu cầu hay không. Trong trường hợp các module hoặc chiều dài dây bị thay đổi, nên lặp lại quá trình đánh giá khả năng tương thích trước khi coi lại sự sắp xếp cách ly hiện tại là có thể tái sử dụng được.

Xác định nhiệm vụ hiện tại và hoạt động riêng biệt

Ghi lại số lượng dây nối song song, dữ liệu hiện tại của mô-đun và đánh giá thiết kế áp dụng. Hãy xem xét điều kiện nhiệt độ của thiết bị được đề xuất và bất kỳ điều kiện giảm tải nào được hỗ trợ. Ngoài ra, hãy xác định xem sự sắp xếp có thể gặp phải dòng điện ngược hoặc sự góp phần bất thường từ các nguồn song song hay không. Công suất hoạt động thông thường của biến tần không phải là báo cáo đầy đủ về các điều kiện mạch này.

The Hướng dẫn của IET về việc lựa chọn công tắc ngắt PV Giải thích rằng các cấu hình công suất và kết nối PV cần được xem xét cụ thể. Thu thập loại công suất được khai báo và giới hạn của nó cho mạch thực tế. Loại công suất này nên được ghi lại cùng với điện áp, dòng điện, cấu trúc cực và tài liệu sản phẩm liên quan.

Không nên so sánh các nhãn phân loại AC và DC như thể chúng tương đương nhau. Việc ngắt dòng điện DC đòi hỏi thiết kế và cấp điện áp thiết bị riêng. Một đề xuất có dòng điện liên tục đầy đủ nhưng không có nhiệm vụ chuyển đổi tải được ghi nhận vẫn còn thiếu sót. Cần làm rõ hoạt động diễn ra trong điều kiện tải và ai là người phê duyệt trình tự hoạt động được phép; không nên tự phát chế tạo một phương pháp chuyển mạch tại chỗ.

Kiểm tra kết nối và sự đồng bộ của cực của cột

Một số thiết bị DC sử dụng cấu hình tiếp xúc nối tiếp được xác định bởi nhà sản xuất để đạt được điện áp được chỉ định. Các thiết bị khác có cấu hình bên trong hoặc điều kiện cực khác nhau. Nhà thầu cần có sơ đồ chính xác cho mẫu thiết bị và công suất được chọn. Số cực trên mặt ngoài không xác định đường kết nối bên trong cũng như cách định tuyến các dây dẫn âm và dương được phép.

Hãy hỏi xem thiết bị có nhạy cảm với điện trở không, hướng dòng điện được hỗ trợ là gì và sơ đồ được chấp nhận giải quyết như thế nào đối với cấu hình cụ thể của hệ thống. Xác định các tiếp điểm bằng tài liệu của nhà sản xuất. Tránh sử dụng sơ đồ sao chép từ một khung hoặc biến thế khác. Các vỏ tương tự có thể ẩn chứa các cấu trúc chuyển mạch khác nhau, vì vậy một bức ảnh là hữu ích để xác định tính chất nhưng không đủ để đưa ra quyết định kết nối.

The hướng dẫn ba cực so với hướng dẫn bốn cực Giúp định hình các câu hỏi liên quan đến chức năng của dây dẫn, nhưng các thảo luận chung của nó không thể thay thế các hướng dẫn về thiết kế mạch DC. Việc thiết kế mạch đã được phê duyệt và sơ đồ mô hình chính xác là điều cần thiết. Hãy lưu giữ các tài liệu kèm theo để các lần thay thế sau này không phụ thuộc vào cấu hình vật lý.

So sánh các đề xuất với bảng lựa chọn được ghi chép

Bảng này là một khuôn khổ mua sắm định tính. Nó cố tình tránh việc đưa ra các chỉ số thiết bị được phát minh hoặc một sơ đồ lắp đặt chung. Mỗi hàng được lấp đầy bằng các thông tin về dự án và các bằng chứng từ nhà sản xuất được lựa chọn. Nếu một đề xuất không đưa ra thông số vận hành nào, hãy đánh dấu điều kiện đó là chưa được giải quyết thay vì cho sản phẩm điểm hoàn thành vì công suất hiện tại của nó lớn hơn.

So sánh hiệu quả phải giữ nguyên các điều kiện bên cạnh mỗi số. Đánh giá điện áp cùng với cấu hình tiếp xúc, dòng điện cùng với điều kiện nhiệt, và các yêu cầu về môi trường cùng với thiết kế toàn bộ vỏ bọc và hệ thống đầu vào. Hai đề xuất có thể có cùng số trên trang bìa nhưng phù hợp với các cài đặt hoặc nhiệm vụ vận hành khác nhau.

Đánh giá về nơi ở, lối vào và tiếp xúc với môi trường bên ngoài

Đánh giá ánh sáng mặt trời, nhiệt độ, tiếp xúc với nước, ngưng tụ, bụi, khả năng chống mài mòn và vị trí lắp đặt. Chỉ số chống nước là một phần của việc lắp đặt hoàn chỉnh, không phải là đảm bảo rằng mọi đầu nối cáp đều có thể bảo vệ nó. Xin vui lòng nhận được hướng dẫn về mối nối, đầu nối, thoát nước và lắp đặt được phê duyệt kèm theo bộ kết hợp được cung cấp. Hãy ghi lại các điều kiện lắp đặt được đưa ra trong đề xuất.

Tính tương thích của thiết bị đầu cuối cũng đòi hỏi bằng chứng. Khách hàng nên xin thông tin về vật liệu dẫn và giới hạn kích thước, yêu cầu chuẩn bị và hướng dẫn thắt chặt từ nhà sản xuất. Không nên sử dụng lại các giá trị mô-men xoắn từ một mẫu khác. Khách hàng cũng nên kiểm tra không gian dành cho hệ thống dẫn được phê duyệt và lối vào để kiểm tra. Một thiết bị nhỏ gọn buộc phải sử dụng một cấu trúc uốn hoặc lối vào không được hỗ trợ là không thể chấp nhận được.

Đưa vấn đề bảo trì môi trường vào kế hoạch vận hành. Hỏi xem những điều kiện nào cần kiểm tra và cách quản lý các bộ phận bị hư hỏng, các đầu nối cáp hoặc vỏ bọc. Không quy định khoảng thời gian mà không xem xét mức độ tiếp xúc của địa điểm và yêu cầu của nhà sản xuất. Việc lắp đặt và sửa chữa vẫn là công việc của nhân viên có đủ trình độ theo quy trình an toàn áp dụng.

Cách ly riêng biệt từ hệ thống tự động bảo vệ lỗi

Một thiết bị ngắt công tắc được lựa chọn cho các chức năng ngắt và cách ly được công bố; việc bảo vệ chống sự cố phải được giải quyết bởi hệ thống bảo vệ của mạch. Một bộ ngắt có thể cung cấp khả năng tự động bảo vệ, nhưng sự phù hợp của nó đối với chức năng cách ly, nhiệm vụ PV và kết nối chính xác vẫn cần phải được chứng nhận. Việc chọn một thiết bị không loại bỏ sự cần thiết phải xem xét các chức năng khác.

The Phạm vi sản phẩm của tiêu chuẩn IEC 60947-3 Xác định thiết bị kết hợp công tắc và cầu chì. Đây không phải là tuyên bố dành riêng cho một sản phẩm cụ thể và không làm cho cầu dao có thể thay thế với công tắc ngắt mạch độc lập. Thay vào đó, hãy yêu cầu các tiêu chuẩn sản phẩm, tuyên bố và ứng dụng được hỗ trợ phù hợp cho từng sản phẩm thay vì coi một mô tả chung về dòng sản phẩm là chấp nhận được.

Tương tự như vậy, việc mở công tắc không chứng minh rằng toàn bộ khu vực làm việc đã được ngắt điện. Hướng dẫn cách ly an toàn của HSE Cung cấp các nguyên tắc chung để đảm bảo sự cách ly và xác minh đáng tin cậy. Quy trình thiết bị riêng cho hệ thống PV phải xác định các dây dẫn trực tiếp ở phía mảng, các nguồn khác và năng lượng được lưu trữ. Hướng dẫn này dành cho việc lựa chọn và lập tài liệu, không phải hướng dẫn về hệ thống dây điện trên mái nhà hoặc hướng dẫn làm việc trong điều kiện điện áp cao.

Đánh giá một đề xuất của SUTON PV mà không giả định tính tương đương

The Bộ ngắt mạch DC dạng vỏ đúc SUTON ETZM-PV Đây là một tài liệu tham khảo về sản phẩm thực sự liên quan đến việc bảo vệ DC cho hệ thống PV. Các hình minh họa trong bài viết này cho thấy thiết bị bảo vệ bên ngoài của bộ ngắt điện PV. Chúng không thể hiện một thiết bị ngắt điện PV độc lập đã được xác nhận và không thể xác định chức năng cách ly, kết nối hoặc cấp điện cho hệ thống của bạn.

Nếu dự án yêu cầu một thiết bị ngắt điện riêng biệt, hãy yêu cầu SUTON xác định một mẫu phù hợp đã được chứng minh và các phụ kiện của nó. Gửi bảng sơ đồ, đánh giá điện áp và dòng điện tối đa đã được chấp nhận, vai trò hoạt động, vị trí và điều kiện môi trường. Yêu cầu bảng sơ đồ cực chính xác và các tài liệu hỗ trợ. Không nên đặt mua thiết bị ngắt điện có hình minh họa chỉ vì nhãn của nó có ghi dòng điện xoay chiều hoặc điện mặt trời.

Hãy lưu trữ phản hồi trong tệp kỹ thuật của dự án và so sánh nó với mọi chức năng cần thiết. Việc nhà cung cấp giải thích rằng mô hình không đáp ứng được nhiệm vụ được quy định là thông tin hữu ích cho quá trình mua sắm. Liên hệ SUTON Đối với đề xuất hoàn chỉnh và giải quyết các vấn đề phát sinh trước khi mua hàng. Bảng vật liệu được chấp nhận nên phân biệt rõ ràng các yêu cầu về chuyển mạch, bảo vệ, bao bọc và kết nối.

Để xem xét toàn bộ thiết bị, hãy sử dụng Hướng dẫn về công tắc ngắt kết nối cho các nhà chế tạo bảng điều khiển Là khuôn khổ lựa chọn cha mẹ. Áp dụng bài viết này vào các yêu cầu về bằng chứng PV DC cụ thể.

Các câu hỏi thường gặp

Liệu công tắc AC có thể được sử dụng trên mạch DC của pin mặt trời không?

Chỉ khi thiết bị cụ thể đó được chứng minh phù hợp với điện áp DC, dòng điện, công suất và kết nối yêu cầu. Chỉ có chứng nhận AC không đủ để đảm bảo chất lượng. Bạn cần có chứng nhận PV được nhà sản xuất cấp và phải được giám khảo dự án chấp nhận trước khi lựa chọn hoặc lắp đặt.

Chuyển sang chế độ OFF có đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống năng lượng mặt trời không?

Không. Các dây dẫn PV ở phía nguồn có thể vẫn được cấp điện, và có thể có các nguồn cung cấp hoặc năng lượng dự trữ khác tồn tại. Vùng làm việc phải được xác định thông qua quy trình cách ly riêng cho từng thiết bị. Các biện pháp khóa và xác nhận phù hợp vẫn cần thiết theo các yêu cầu địa phương áp dụng.

Có phải bộ ngắt điện DC PV giống như công tắc ngắt điện không?

Không. Các tên gọi mô tả các chức năng của thiết bị và các chứng chỉ sản phẩm khác nhau. Một thiết bị ngắt có thể chỉ đáp ứng được yêu cầu về cách ly hoặc chuyển mạch khi khả năng được ghi nhận chính xác của nó hỗ trợ cho việc sử dụng đó. Thiết kế được phê duyệt vẫn có thể yêu cầu một thiết bị ngắt-chuyển riêng biệt; hãy xem xét từng chức năng một cách rõ ràng.

Video giáo dục

Tại sao các thiết bị ngắt mạch không bảo vệ người dùng (chấn thương điện) của The Engineering Mindset? Video này giải thích về giới hạn bảo vệ chống chấn thương điện; nó hỗ trợ sự phân biệt về chức năng an toàn ở đây, không phải là chỉ số SUTON chính xác, kết nối PV, lựa chọn cầu chì hoặc quy trình lắp đặt.

Hãy xem video giáo dục trên YouTube