برای یک استرینگ ۱۳ پنله از پنلهای پرتوان رایج بازار که Voc آنها معمولاً در محدوده حدود ۴۹ تا ۵۱ ولت است، SPD خورشیدی DC با Ucpv برابر 1000VDC انتخاب رایج و مطمئنی است. برای اغلب پروژههای معمول، Type 2 با In حداقل 20kA و Imax حدود 40kA انتخاب متداولی محسوب میشود.
اما تعداد پنل بهتنهایی برای انتخاب SPD کافی نیست. مقدار واقعی Voc پنل، ضریب دمایی Voc و حداقل دمای محل نصب باید بررسی شود. اگر ولتاژ بیشینه استرینگ در سردترین شرایط به محدوده نامی SPD نزدیک شود، باید SPD با Ucpv بالاتر انتخاب شود.
این مقاله یک راهنمای طراحی است. قبل از خرید، دیتاشیت پنل و اینورتر باید بررسی شود و ولتاژ بیشینه واقعی استرینگ با شرایط دمایی محل پروژه محاسبه گردد.
چرا Voc پنل مهمترین عدد برای انتخاب SPD است؟
وقتی پنلها بهصورت سری در یک استرینگ قرار میگیرند، ولتاژ مدار باز یا Voc آنها با یکدیگر جمع میشود. بنابراین برای ۱۳ پنل، ولتاژ مدار باز استرینگ تقریباً برابر ۱۳ برابر Voc هر پنل است.
SPD باید بتواند در بالاترین ولتاژ طبیعی سیستم بدون ورود ناخواسته به حالت هدایت کار کند. به همین دلیل معیار اصلی، بیشینه ولتاژ DC قابل وقوع در استرینگ است.
SPD را بر اساس تعداد پنل انتخاب نکنید؛ ابتدا Voc استرینگ را در سردترین شرایط پروژه محاسبه کنید، سپس Ucpv مناسب را انتخاب کنید.
ولتاژ یک استرینگ ۱۳ پنله تقریباً چقدر میشود؟
برای نمونه اگر Voc هر پنل ۵۰ ولت باشد:
۱۳ × ۵۰ = ۶۵۰ ولت DC
اگر Voc پنل ۴۹ ولت باشد، استرینگ حدود ۶۳۷ ولت خواهد بود. اگر Voc پنل ۵۱ ولت باشد، مقدار تقریبی به ۶۶۳ ولت میرسد.
| Voc هر پنل | تعداد پنل | Voc تقریبی استرینگ | نتیجه اولیه |
|---|---|---|---|
| ۴۹V | ۱۳ | ۶۳۷VDC | 1000VDC معمولاً حاشیه مناسبی دارد |
| ۵۰V | ۱۳ | ۶۵۰VDC | 1000VDC انتخاب رایج است |
| ۵۱V | ۱۳ | ۶۶۳VDC | اثر سرما باید حتماً محاسبه شود |
چرا ولتاژ واقعی استرینگ در زمستان بیشتر میشود؟
Voc پنل با کاهش دمای سلول افزایش پیدا میکند. بنابراین مقدار درجشده در دیتاشیت که معمولاً در شرایط STC اعلام میشود، همیشه بیشترین ولتاژ ممکن در پروژه نیست.
در منطقه سرد، ممکن است Voc استرینگ چند درصد بالاتر از مقدار محاسبهشده در ۲۵ درجه سانتیگراد شود. این افزایش باید با ضریب دمایی Voc پنل محاسبه شود.
اگر استرینگ در STC حدود ۶۵۰ ولت باشد و شرایط سرد باعث افزایش ۱۰ درصدی Voc شود، ولتاژ میتواند به حدود ۷۱۵ ولت برسد. در چنین شرایطی SPD با Ucpv برابر 1000VDC حاشیه مناسبی ایجاد میکند.
Ucpv در SPD خورشیدی چیست؟
Ucpv بیشترین ولتاژ کار پیوستهای است که SPD مخصوص PV میتواند در سمت DC تحمل کند. این عدد باید از بیشینه ولتاژ واقعی استرینگ بالاتر باشد.
در بازار معمولاً SPDهای PV با ولتاژهایی مانند 600VDC، 800VDC، 1000VDC و 1500VDC دیده میشوند. انتخاب مدل بالاتر بدون دلیل همیشه بهتر نیست، اما انتخاب مدل کمتر از ولتاژ واقعی استرینگ میتواند باعث عملکرد نامناسب یا آسیب تجهیز شود.
برای استرینگ ۱۳ پنله چه مشخصاتی معمولاً مناسب است؟
برای بسیاری از پنلهای پرتوان امروزی با Voc حدود ۴۹ تا ۵۱ ولت، انتخاب زیر برای یک استرینگ ۱۳ پنله معمول و کاربردی است:
- SPD مخصوص PV / DC
- Ucpv برابر 1000VDC
- Type 2 برای پروژه معمول
- In حداقل 20kA
- Imax حدود 40kA
- قابلیت تعویض کارتریج در صورت امکان
- نشانگر سلامت مکانیکی یا رنگی
- مطابقت با استاندارد کاربرد PV
PV SPD Type 2 — 1000VDC — In 20kA — Imax 40kA
Type 1 یا Type 2؛ کدامیک لازم است؟
SPD نوع Type 2
در بیشتر سیستمهای خورشیدی متداول که حفاظت در برابر اضافهولتاژهای القایی و سوئیچینگ هدف اصلی است، Type 2 در سمت DC استفاده میشود.
SPD نوع Type 1 یا Type 1+2
اگر پروژه دارای سیستم حفاظت در برابر صاعقه خارجی باشد، ریسک جریان مستقیم صاعقه مطرح باشد یا طراحی حفاظت صاعقه پروژه به سطح بالاتری نیاز داشته باشد، ممکن است Type 1 یا Type 1+2 لازم شود.
وجود برقگیر ساختمان، فاصله کابلها، نوع سیستم LPS و ارزیابی ریسک صاعقه میتواند کلاس SPD موردنیاز را تغییر دهد.
In و Imax در SPD چه مفهومی دارند؟
In جریان تخلیه نامی SPD است و نشان میدهد تجهیز برای تکرار پالسهای استاندارد چه سطحی از جریان را میتواند تحمل کند. Imax نیز بیشینه جریان تخلیه SPD در شرایط تعریفشده سازنده است.
در بسیاری از SPDهای خورشیدی بازار، ترکیب In برابر 20kA و Imax برابر 40kA دیده میشود. این مشخصات برای تعداد زیادی از پروژههای معمول خورشیدی یک انتخاب متداول محسوب میشود.
با این حال شدت ریسک صاعقه، طول کابل، محل نصب و سیستم زمین میتواند نیاز به سطح حفاظتی متفاوتی ایجاد کند.
SPD چندپل برای سمت DC لازم است؟
ساختار SPD سمت DC باید با توپولوژی سیستم و نحوه اتصال قطبهای مثبت، منفی و زمین هماهنگ باشد. در سیستمهای PV متداول، SPDهای دو یا سه ماژوله مخصوص DC با آرایش طراحیشده برای فتوولتائیک استفاده میشوند.
صرفاً استفاده از SPD دوپل AC در مسیر DC صحیح نیست. محصول باید صراحتاً برای PV و DC طراحی و مشخص شده باشد.
SPD در کجای سیستم خورشیدی نصب میشود؟
SPD سمت DC معمولاً در مسیر بین استرینگ یا Combiner Box و ورودی DC اینورتر نصب میشود. هدف این است که اضافهولتاژ پیش از رسیدن به ورودی حساس اینورتر به مسیر حفاظتی هدایت شود.
در کابلهای طولانی ممکن است نیاز به SPD در بیش از یک نقطه وجود داشته باشد. طول هادیهای اتصال SPD نیز اهمیت زیادی دارد؛ اتصال طولانی میتواند ولتاژ باقیمانده روی تجهیز حفاظتشونده را افزایش دهد.
چه اشتباهاتی در انتخاب SPD برای استرینگ رخ میدهد؟
- انتخاب SPD فقط از روی تعداد پنل
- نادیده گرفتن ضریب دمایی Voc
- استفاده از SPD مخصوص AC در سمت DC
- انتخاب Ucpv نزدیک به Voc استرینگ
- نادیده گرفتن Type 1 در پروژه دارای LPS
- اتصال ارت با مسیر طولانی و نامناسب
- استفاده از SPD بیکیفیت یا فاقد مشخصات معتبر
- عدم هماهنگی SPD با بیشینه ولتاژ ورودی اینورتر
یک نمونه انتخاب برای ۱۳ پنل ۵۰ ولتی
فرض کنیم هر پنل دارای Voc برابر ۵۰ ولت است. ولتاژ مدار باز استرینگ در شرایط مرجع:
۱۳ پنل × ۵۰ ولت
اگر در بدترین دمای پروژه، Voc حدود ۱۰ درصد افزایش پیدا کند، ولتاژ بیشینه تقریبی به ۷۱۵ ولت میرسد. در این حالت SPD با Ucpv برابر 800VDC ممکن است حاشیه کمی داشته باشد، در حالیکه 1000VDC فضای مطمئنتری ایجاد میکند.
بنابراین برای چنین مثالی، یک SPD خورشیدی Type 2 با Ucpv برابر 1000VDC، In برابر 20kA و Imax حدود 40kA انتخاب عمومی مناسبی است؛ مشروط به اینکه الزامات صاعقه پروژه نیاز به Type 1 یا Type 1+2 نداشته باشد.
برای استرینگ ۱۳ پنله چه SPD بخریم؟
اگر پنلهای پروژه از مدلهای رایج پرتوان بازار با Voc حدود ۴۹ تا ۵۱ ولت باشند، SPD خورشیدی DC با ولتاژ 1000VDC معمولاً انتخاب منطقیتری نسبت به مدلهای 600 یا 800 ولت است.
برای پروژههای معمول بدون نیاز ویژه به حفاظت مستقیم صاعقه، Type 2 با In حداقل 20kA و Imax حدود 40kA انتخاب رایجی است. اما در پروژه دارای سیستم حفاظت خارجی صاعقه، ممکن است Type 1+2 لازم باشد.
برای یک استرینگ ۱۳ پنله معمولی: PV SPD Type 2 — 1000VDC — In 20kA — Imax 40kA را میتوان نقطه شروع مناسبی برای انتخاب دانست، اما تأیید نهایی باید پس از محاسبه Voc سرد انجام شود.
سؤالات رایج درباره SPD استرینگ خورشیدی
خیر. انتخاب دقیق به Voc پنل، ضریب دمایی و حداقل دمای پروژه بستگی دارد. اما برای بسیاری از پنلهای پرتوان امروزی، 1000VDC حاشیه مناسبی ایجاد میکند.
ممکن است برای بعضی پنلها و اقلیمها کافی باشد، اما باید بیشینه Voc استرینگ در سردترین دما محاسبه شود. اگر ولتاژ به 800V نزدیک شود، استفاده از آن انتخاب مناسبی نیست.
خیر. سمت DC سیستم PV ویژگیهای متفاوتی دارد و SPD باید صراحتاً برای کاربرد فتوولتائیک و ولتاژ DC طراحی شده باشد.
در پروژههایی که حفاظت مستقیم در برابر جریان صاعقه مطرح است، سیستم حفاظت خارجی صاعقه وجود دارد یا ارزیابی ریسک چنین سطحی از حفاظت را الزام میکند، Type 1 یا Type 1+2 میتواند موردنیاز باشد.
Voc پنل را بدهید تا انتخاب SPD دقیق شود
برای انتخاب دقیق، مقدار Voc، ضریب دمایی Voc، تعداد پنلهای سری، حداقل دمای محل پروژه و حداکثر ولتاژ ورودی اینورتر باید همزمان بررسی شوند.
