وقتی چند استرینگ بهصورت موازی به یک باس DC متصل هستند، در صورت بروز خطا در یک شاخه، استرینگهای سالم میتوانند جریان معکوس به شاخه معیوب تزریق کنند. اگر مقدار این جریان بتواند از حد مجاز پنل یا کابل عبور کند، هر استرینگ باید حفاظت اضافهجریان مناسب و معمولاً فیوز gPV مجزا داشته باشد.
بنابراین «سه استرینگ یعنی حتماً فیوز» یک قانون مطلق نیست. برای تصمیم صحیح باید Isc پنل، تعداد شاخههای موازی، Max Series Fuse Rating، ظرفیت کابل و الزامات سازنده بررسی شوند.
جدول این مقاله برای تصمیم اولیه است و جایگزین دیتاشیت پنل، استاندارد پروژه یا طراحی مهندسی حفاظت DC نیست.
چرا اصلاً برای استرینگ فیوز نصب میشود؟
در حالت عادی هر استرینگ جریان خود را به سمت اینورتر یا Combiner Box میفرستد. اما اگر در یکی از استرینگها اتصال کوتاه یا خطایی رخ دهد، شاخههای موازی دیگر میتوانند بهجای حرکت به سمت اینورتر، جریان خود را به مسیر معیوب وارد کنند.
این جریان ممکن است از جریانی که پنلها، کانکتورها یا کابل استرینگ برای تحمل آن طراحی شدهاند بیشتر شود. فیوز استرینگ برای قطع همین شرایط اضافهجریان طراحی میشود.
جریان برگشتی در آرایه خورشیدی چیست؟
فرض کنید چند استرینگ یکسان موازی شدهاند و یکی از آنها دچار خطا شده است. استرینگهای باقیمانده میتوانند به شاخه معیوب جریان تزریق کنند. هرچه تعداد شاخههای موازی بیشتر شود، پتانسیل جریان برگشتی نیز بیشتر میشود.
تعداد پنلهای سری داخل هر استرینگ بیشتر روی ولتاژ اثر دارد؛ تعداد استرینگهای موازی است که مستقیماً روی مقدار جریان برگشتی بالقوه اثر میگذارد.
چطور جریان برگشتی را بهصورت مفهومی برآورد کنیم؟
اگر N استرینگ مشابه بهصورت موازی متصل باشند و یک استرینگ دچار خطا شود، در یک برآورد ساده، N−1 استرینگ دیگر میتوانند در ایجاد جریان برگشتی نقش داشته باشند.
برای انتخاب واقعی حفاظت، عدد حاصل باید با محدودیتهای پنل، کابل و مشخصات تجهیزات حفاظتی مقایسه شود.
از ۱ تا ۶ استرینگ موازی؛ فیوز جدا لازم است یا نه؟
جدول زیر فرض میکند همه استرینگها مشابه هستند. ستون جریان برگشتی نیز بهصورت تقریبی و بر حسب مضربی از Isc یک استرینگ نوشته شده است.
| تعداد استرینگ موازی | استرینگهای سالم در خطای یک شاخه | جریان برگشتی تقریبی | وضعیت اولیه | اقدام صحیح |
|---|---|---|---|---|
| ۱ | ۰ | تقریباً صفر از آرایه موازی | معمولاً بدون فیوز استرینگ | الزامات اینورتر و استاندارد پروژه بررسی شود |
| ۲ | ۱ | حدود 1 × Isc | نیازمند بررسی | با Max Series Fuse Rating و کابل مقایسه شود |
| ۳ | ۲ | حدود 2 × Isc | احتمال نیاز بالاتر | محاسبه جریان برگشتی و حفاظت هر شاخه انجام شود |
| ۴ | ۳ | حدود 3 × Isc | اغلب نیاز به حفاظت جدیتر | فیوز gPV مجزا معمولاً باید در طراحی بررسی شود |
| ۵ | ۴ | حدود 4 × Isc | ریسک جریان برگشتی بالا | حفاظت مجزای شاخهها معمولاً ضروری میشود |
| ۶ | ۵ | حدود 5 × Isc | ریسک بسیار بالاتر | طراحی Combiner و حفاظت gPV هر استرینگ ضروری است |
مثلاً دو استرینگ ممکن است بدون فیوز مجزا قابل قبول باشند، در حالی که در پروژهای دیگر بهدلیل محدودیت پنل یا کابل، همان دو شاخه به حفاظت نیاز داشته باشند. تصمیم نهایی از روی جریان و محدودیت تجهیزات گرفته میشود.
اگر فقط یک استرینگ داشته باشیم چه؟
در یک استرینگ منفرد، استرینگ موازی دیگری وجود ندارد که در زمان خطا جریان معکوس به شاخه تزریق کند. به همین دلیل در بسیاری از طراحیها فیوز استرینگ برای حفاظت در برابر جریان برگشتی لازم نیست.
البته حفاظتهای دیگر مانند قطعکننده DC، SPD و الزامات داخلی اینورتر موضوع جداگانهای هستند و نبود فیوز استرینگ به معنی نبود حفاظت DC نیست.
آیا دو استرینگ موازی حتماً باید فیوز جدا داشته باشند؟
نه لزوماً. در خطای یکی از دو شاخه، فقط استرینگ دیگر میتواند جریان برگشتی ایجاد کند. اگر مقدار این جریان از حدود مجاز پنل و کابل کمتر باشد، ممکن است فیوز مجزا الزام نشود.
برای همین در آرایه دو استرینگی، بررسی دیتاشیت پنل بسیار مهم است. باید Max Series Fuse Rating و حداکثر جریان معکوس مجاز سازنده بررسی شود.
چرا از سه استرینگ به بالا موضوع جدیتر میشود؟
با سه استرینگ، در خطای یک شاخه دو استرینگ دیگر میتوانند جریان معکوس ایجاد کنند. با چهار استرینگ، سه شاخه سالم و به همین ترتیب با افزایش تعداد استرینگها، منابع بیشتری در ایجاد جریان خطا مشارکت دارند.
به همین دلیل احتمال عبور جریان برگشتی از Max Series Fuse Rating پنل یا ظرفیت کابل بیشتر میشود و حفاظت مستقل هر شاخه اهمیت بیشتری پیدا میکند.
بهجای «از سه استرینگ به بالا همیشه فیوز»، بگوییم: «با افزایش تعداد استرینگهای موازی، احتمال نیاز به فیوز جداگانه بهسرعت بیشتر میشود و باید محاسبه جریان برگشتی انجام شود.»
Max Series Fuse Rating چه نقشی دارد؟
در دیتاشیت بسیاری از پنلها عددی با عنوان Max Series Fuse Rating وجود دارد. این عدد نشان میدهد سازنده چه حداکثر ریتینگ حفاظتی سری را برای ماژول مجاز دانسته است.
اگر جریان برگشتی احتمالی آرایه بتواند از محدودهای عبور کند که برای پنل ایمن نیست، استفاده از حفاظت اضافهجریان مناسب در شاخه ضروری میشود. فیوز انتخابی نیز نباید از سقف اعلامشده سازنده بالاتر باشد.
فقط پنل مهم نیست؛ کابل استرینگ هم باید حفاظت شود
حتی اگر محدودیت پنل مشکلی ایجاد نکند، کابل و کانکتورهای استرینگ باید بتوانند جریان خطای محتمل را تحمل کنند. ظرفیت جریان کابل پس از اعمال دمای محیط، روش نصب و تجمع کابلها باید بررسی شود.
حفاظت باید طوری انتخاب شود که پیش از وارد شدن تنش حرارتی خطرناک به کابل، مدار معیوب را قطع کند.
برای هر استرینگ از چه نوع فیوزی استفاده میشود؟
برای مدار استرینگ خورشیدی باید از فیوز مخصوص فتوولتائیک با کلاس gPV و ولتاژ DC متناسب با حداکثر ولتاژ سیستم استفاده شود.
- کلاس حفاظتی gPV
- ولتاژ DC کافی
- آمپراژ متناسب با Isc
- قدرت قطع مناسب
- هولدر سازگار با DC
- هماهنگی با Max Series Fuse Rating
- هماهنگی با ظرفیت کابل
- مشخصات معتبر سازنده
Combiner Box چه ارتباطی با فیوز هر استرینگ دارد؟
وقتی تعداد استرینگها افزایش پیدا میکند، معمولاً شاخهها در Combiner Box به یک باس مشترک متصل میشوند. این تابلو محل مناسبی برای قرار دادن فیوزهای gPV هر شاخه، SPD سمت DC و تجهیزات قطع و ایزولاسیون است.
در چنین آرایشی هر استرینگ پیش از اتصال به باس مشترک حفاظت میشود، بنابراین یک خطای شاخه میتواند بدون خارج کردن تمام آرایه از مدار محدود شود.
چه اشتباهاتی در حفاظت استرینگهای موازی رخ میدهد؟
- تصمیم فقط از روی تعداد استرینگ
- نادیده گرفتن Isc پنل
- بیتوجهی به Max Series Fuse Rating
- ضرب اشتباه جریان در تعداد پنلهای سری
- استفاده از فیوز AC در مدار PV
- نادیده گرفتن ولتاژ نامی فیوز
- بیتوجهی به ظرفیت کابل
- استفاده از فیوز یکسان برای پروژههای متفاوت
مثال: چهار استرینگ با Isc برابر 12A
فرض کنیم چهار استرینگ مشابه داریم و Isc هر استرینگ 12 آمپر است. اگر یک شاخه دچار خطا شود، سه استرینگ دیگر میتوانند در ایجاد جریان برگشتی نقش داشته باشند.
اگر این مقدار از محدوده مجاز پنل یا کابل عبور کند، حفاظت مجزای هر استرینگ لازم میشود. سایز دقیق فیوز باید بر اساس Isc، استاندارد پروژه، Max Series Fuse Rating و مشخصات کابل انتخاب شود.
چه زمانی برای هر استرینگ فیوز جداگانه نصب کنیم؟
زمانی که جریان برگشتی بالقوه از استرینگهای موازی بتواند به پنل، کابل یا سایر تجهیزات شاخه آسیب بزند، حفاظت اضافهجریان جداگانه برای هر استرینگ لازم است.
یک استرینگ منفرد معمولاً مشکل جریان برگشتی از شاخههای موازی ندارد. در دو استرینگ باید محاسبه انجام شود. از سه شاخه به بالا ریسک سریعتر افزایش پیدا میکند، اما باز هم تصمیم نهایی با محاسبه و دیتاشیت گرفته میشود.
تعداد استرینگهای موازی → Isc هر استرینگ → برآورد جریان برگشتی → Max Series Fuse Rating → ظرفیت کابل → انتخاب فیوز gPV مناسب.
سؤالات رایج درباره فیوز جداگانه استرینگ
برای حفاظت در برابر جریان برگشتی ناشی از استرینگهای موازی، یک استرینگ منفرد معمولاً منبع موازی دیگری ندارد. با این حال الزامات اینورتر و استاندارد پروژه باید بررسی شوند.
خیر. مقدار جریان برگشتی احتمالی باید با محدودیت پنل و کابل مقایسه شود. در بعضی آرایشها ممکن است فیوز مجزای هر شاخه لازم نباشد.
این عبارت بهعنوان قانون مطلق دقیق نیست. با افزایش تعداد استرینگها احتمال نیاز بسیار بیشتر میشود، اما تصمیم نهایی باید بر اساس جریان برگشتی، Max Series Fuse Rating و کابل باشد.
در آرایههای چنداسترینگی، فیوزهای هر شاخه معمولاً در Combiner Box یا تابلوی DC و پیش از تجمیع استرینگها روی باس مشترک قرار میگیرند. محل دقیق باید با نقشه حفاظتی سیستم هماهنگ باشد.
تعداد استرینگ و Isc را بدهید تا حفاظت را دقیق بررسی کنیم
برای انتخاب صحیح فیوز هر استرینگ، تعداد شاخههای موازی، Isc، Max Series Fuse Rating، Voc استرینگ و مشخصات کابل باید کنار هم بررسی شوند.
