تستخدم قواطع الدائرة المصغرة الكهروضوئية DC كتوزيع للطاقة الكهروضوئية، ودور قواطع الدائرة المصغرة DC بارز بشكل خاص. فكيف يمكننا استخدام قواطع التيار المستمر بأمان؟
1. تحقق من صحة الأسلاك بعد توصيل قاطع الدائرة الكهربائي الصغير الكهربائي. يمكن التحقق منها باستخدام زر الاختبار. إذا كان بالإمكان فصل قاطع الدائرة بشكل صحيح، فهذا يعني أن واقي التسرب مثبت بشكل صحيح؛ وإلا، يجب فحص الدائرة لإزالة العطل؛
2. بعد فصل قاطع الدائرة بسبب قصر في الخط، من الضروري فحص التلامسات. إذا كان التلامس الأساسي محروقا بشدة أو به حفورات، يجب إصلاحه؛ يجب توصيل قاطع دائرة التسرب ذو الأربعة أقطاب (DZ47LE، TX47LE) بخط المحايد. لجعل الدائرة الإلكترونية تعمل بشكل صحيح؛
3. بعد تشغيل قاطع دائرة التسرب، يجب على المستخدم التحقق مما إذا كان قاطع الدائرة يعمل عادة عبر زر الاختبار في كل مرة بعد فترة؛ يتم تحديد خصائص التسرب، والتحميل الزائد، وحماية الدائرة القصيرة في قاطع الدائرة من قبل الشركة المصنعة ولا يمكن تعديلها بإرادتها حتى لا تؤثر على الأداء؛
4. وظيفة زر الاختبار هي التحقق من حالة تشغيل قاطع الدائرة في حالة الإغلاق والتشعيل بعد تركيبه أو تشغيله لفترة معينة. اضغط على زر الاختبار؛ يمكن فصل قاطع الدائرة، مما يشير إلى أن العملية منتظمة ويمكن الاستمرار في الاستخدام؛ إذا لم يكن بالإمكان فصل قاطع الدائرة، فهذا يشير إلى أن قاطع الدائرة أو الدائرة معيبة وتحتاج إلى إصلاح؛
5. إذا تم فصل قاطع الدائرة بسبب فشل الدائرة المحمية، يكون مقبض التشغيل في وضع القطع. بعد معرفة السبب وإزالة العطل، يجب سحب مقبض التشغيل أولا لجعل آلية التشغيل "تعيد الانحناء" قبل إجراء عملية الإغلاق؛
6. يجب أن تمر أسلاك الحمل في قاطع دائرة التسرب عبر طرف الحمل لقاطع الدائرة. لا يسمح بعدم مرور أي خط طور أو خط صفري من الحمل عبر قاطع دائرة التسرب. وإلا، فسيؤدي ذلك إلى "تسرب" صناعي وفشل قاطع الدائرة في الإغلاق، مما يؤدي إلى حدوث "خطأ".
وبفضل التحسن المستمر لتقنية قواطع الدائرة الكهربائية الكهروضوئية الكهربائية،
كيف يعمل قاطع الدائرة الكهرومي الكهرومغناطيسي في نظام الطاقة الشمسية؟
لفهم سير عمل قاطع الدائرة الكهروضوئية DC، من الضروري أولا فهم سير عمل النظام الكهروضوئي بالكامل:
عندما يعمل نظام التيار المستمر الكهروضوئي، يعتمد على وظيفة مصفوفة الوحدة الشمسية المربعة لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية كافية. تحت تأثير وحدة التحكم الكهروضوئية، يتم استقرار جهد الخرج ويتم تحقيق الاتصال بنظام التيار المستمر. افترض أن الجهد الناتج عن الوحدة الشمسية يفي بمتطلبات الجهد لنظام التيار المستمر. في هذه الحالة، سيتم فصل موصلي التيار المتردد في طرف الشاحن تلقائيا تحت سيطرة وحدة التحكم الكهروضوئية، وسيكمل مزود الطاقة الكهروضوئية تزويد نظام التيار المستمر في المحطة الفرعية. وبالمقابل، افترض أن جهد الخرج لا يمكن أن يلبي متطلبات الجهد لنظام التيار المستمر. في هذه الحالة، سيتوقف عمل الإخراج تلقائيا تحت سيطرة وحدة التحكم الكهروضوئية، وفي نفس الوقت، سيتم إغلاق مبدأ التيار المتردد في طرف الشاحن المدخل. في هذا الوقت، يكمل الشاحن عمل تزويد الطاقة بنظام التيار المستمر في المحطة الفرعية. يعمل المتحكم الكهروضوئي والشاحن بالتناوب وفقا لهذا المبدأ لتحقيق التبديل التلقائي.
تتكون قواطع التيار المستمر الكهروضوئية عادة من نظام تلامس، ونظام إطفاء القوس، وآلية تشغيل، وفتح، وغلاف.
مبدأ عمل قاطع الدائرة الكهروضوئية هو كما يلي:
وظيفة قاطع الدائرة التيار المستمر هي قطع وتوصيل دائرة الحمل، وقطع دائرة الخطأ، ومنع توسع الحادث، وضمان التشغيل الآمن. يحتاج قاطع الدائرة عالي الجهد إلى كسر أقواس 1500 فولت بتيار يتراوح بين 1500-2000 أمبير. يمكن تمديد هذه الأقواس حتى ارتفاع 2 متر وتستمر في الاحتراق دون أن تنطفئ. لذلك، فإن إطفاء القوس هو مشكلة يجب على قواطع الدائرة عالية الجهد حلها. مبدأ نفخ القوس وإطفاء القوس هو بشكل رئيسي لتبريد القوس لتقليل الانفصال الحراري.
من ناحية أخرى، قم بإطالة القوس عن طريق نفخ الزاوية لتعزيز إعادة التركيب والانتشار للجسيمات المشحونة. وفي الوقت نفسه، يتم تطيح الجسيمات المشحونة في الفجوة القوسية، وتستعاد قوة العزل الكهربائي للوسط بسرعة. يمكن استخدام قواطع الدوائر منخفضة الجهد، المعروفة أيضا بمفاتيح الهواء التلقائية، لتشغيل وتنزيل الدوائر، ويمكن استخدامها أيضا للتحكم في المحركات التي تعمل بشكل نادرا. وظيفته تعادل مجموع بعض أجزاء الأجهزة الكهربائية مثل مفتاح السكين، مرحل التيار الزائد، مرحل فقدان الجهد، مرحل الحرارة، وواقي التسرب. لذلك، فهي جهاز كهربائي وقائي أساسي في شبكة التوزيع منخفضة الجهد.
1. يجب أن تركز التيار التشغيلي المصنف، والجهد العامل المصنف، وسعة الانقطاع لقاطع الدائرة على الجهد العامل المصنف والمعدل للعمل حاليا في النظام الكهروضوئي. يجب استخدام قدرة الكسر كمؤشر مرجعي. يجب أن يضمن اختيار جهد العمل المصنف والتيار المصنف أن حماية قاطع الدائرة موثوقة وخالية من أي عطل. اختيار قواطع الدوائر في الأنظمة الكهروضوئية يعتمد بشكل أساسي على معلمات الوحدات، وعدد الخيوط، والارتفاع، وأقصى الإشعاع، ودرجة الحرارة الضحلة، والهامش، وغيرها. معلمات الوحدات وعدد الخطوط هي أساس الحساب الأساسي؛ يجب أخذ الطول، ذروة الإشعاع، درجة الحرارة الخارجية في الاعتبار مع قياس هامش التصميم. يرتبط جهد العمل المصنف بشكل رئيسي بمعلمات المكونات وعدد الأوتار، كما أن الارتفاع ودرجة الحرارة المنخفضة تؤخذ في الاعتبار ضمن هامش التصميم. ينظر إلى التيار العامل المصنف مع قيمة ذروة الإشعاع والهامش التجريبي. أفكارنا للاختيار تعتمد على جهد العمل المصنف ونسبة التشغيل الحالية. أولا، دعونا نتحدث عن جهد النظام، ثم عن التيار.
2. نختار وحدة من مصنع وحدات محلي معروف اجتاز شهادة UL1500V كعينة مرجعية للحساب؛ قوة الوحدة تتراوح بين 550 واط إلى 530 واط، وكفاءة الوحدة تزيد عن 20٪. يجدر بالذكر أن معايير العينة في مصنع المكونات هي AM1.5 الجوي، والإشعاع 1000W/m²، ودرجة الحرارة 25°C. لذلك، فإن بيانات ذروة الحقل تختلف كثيرا عن الشروط السابقة، وهو أمر حاسم في حساب جانب تصميم الهامش. يركز اختيار معلمات المكون على ثلاثة معلمات رئيسية للمكون: 1. أقصى جهد تشغيلي؛ 2. أقصى تيار تشغيل؛ 3. أقصى جهد للدائرة المفتوحة.
أولا، دعونا نناقش حساب الجهد:
الجدول 1: جدول معلمات وحدة PV
بيانات الاختبار مؤشرات البيئية: (الغلاف الجوي AM1.5، الإشعاع 1000W/m²، درجة الحرارة 25°C)
التأثير الأساسي لجهد النظام هو ترتيب المكونات وعدد الوحدات في وتر واحد. القيمة الأساسية لنظام DC1500V يجب أن تكون تحسين كفاءة النظام وتقليل تكلفة النقل المستمر والعاكس بشكل فعال. حاليا، يستخدم ترتيب المكونات أحادية الوتر السائد لدينا 2*11 أكثر، وهذا الحل هو الحل الأمثل للتكلفة حاليا. النظام DC1500V لا يغير التصميم من جانب توليد الطاقة أو التيار المتردد، لذا يجب أن يحتفظ الحل DC1500V بالحل السائد الحالي لترتيب المكونات ويزيد عدد كتل السلسلة الأحادية لتحقيق جهد نظام أعلى. استنادا إلى الأسباب السابقة، نوصي بأن أفضل حل لترتيب الأوتار وعدد الكتل في نظام DC1500V هو 2*13 بحيث بناء على المفتاح دون تغيير مصفوفة الوحدات، يمكن تحقيق كفاءة أكبر في الجوانب الثلاثة للكابلات، وصناديق المدمجين، والمحولات—أي تقليل التكاليف. إذا حددنا عدد الكتل المكونة في سلسلة واحدة، فإن جهد النظام خلفها يكون مثاليا.
الجدول 2: جهد الوتر المرجعي المكون من 26 وحدة
بيانات الاختبار مؤشرات البيئية: (الغلاف الجوي AM1.5، الإشعاع 1000W/m²، درجة الحرارة 25°C)
هل الأرقام في الجدول 2 هي القمم الفعلية؟ للأسف، هذا ليس صحيحا. عاملان رئيسيان يؤثران على جهد النظام. الارتفاع ودرجة الحرارة، وأداء قاطع الدائرة في إطفاء القوس الكهربائي يناقش أولا من الحجم. أكبر تحد في مشكلة الجهد لقاطع الدائرة هو إطفاء القوس. كلما زاد الجهد، زادت صعوبتها. البيئة التجريبية لمعلمات قاطع الدائرة تعتمد على معيار AM الجوي على ارتفاع 2000 متر. فوق ارتفاع 2000 متر، يكون الهواء رقيق نسبيا، وتقل قدرة إطفاء القوس لقاطع الدائرة بشكل خطي مع زيادة الارتفاع. لتسهيل الحساب، يتم تحويله إلى عامل تخفيض جهد العمل المصنف. وفقا لتحليل البيانات الذي تم جمعه لسنوات عديدة، فإن ارتفاع محطات الطاقة الأرضية الكبيرة في الصين يتراوح بين 1500 إلى 3000 متر، لذا ينصح بأخذ 10٪ من هامش التصميم لخفض الارتفاع، والذي يمكن أن يغطي ارتفاع معظم المشاريع.
بالإضافة إلى ذلك، تؤثر درجة الحرارة المحيطة بشكل كبير على جهد خرج المكون. جهد خرج المكون بين 25°C و-10°C له منحنى ارتفاع حاد، ويتغير ارتفاع الجهد أقل بعد -10°C. معامل درجة حرارة الجهد للمكون هو -0.36٪/كلفن (تختلف الشركات المصنعة قليلا). فيما يتعلق بهامش معامل درجة الحرارة، نوصي بالنظر في 42*0.36٪=15.12٪. نوصي بالنظام فيما يتعلق باعتباري الهامش الاثنين وهما الارتفاع ودرجة الحرارة. هامش تصميم الجهد هو 20٪. فيما يلي جهد النظام الموصى به بعد تصحيح الهامش:
الجدول 3: جهد تصحيح النظام لمكونات الطاقة المختلفة في نظام DC1500V الكهروضوئية
من الجدول أعلاه، وجدنا أنه باستخدام بيانات الذروة لحساب أن أقصى جهد تشغيل للنظام أقل من 1320 فولت، يمكن لقاطع دائرة كهروضوئية بجهد تشغيل مصنف DC1500V أن يلبي متطلبات النظام. ومع ذلك، يجدر بالذكر أن أقصى جهد في الدائرة المفتوحة لتصحيح النظام يتجاوز الحد الأقصى لجهد العمل الفعال المصنف لقاطع الدائرة بمقدار 1.5٪. على الرغم من أن هذه هي النتيجة المصححة فقط ولا تمثل القيمة الحقيقية للذروة، إلا أن جهد الدائرة المفتوحة سيتجاوز الحد الأقصى لجهد الدائرة المفتوحة لقاطع الدائرة بعد تجاوز الارتفاع 3000 متر. لذلك، يجب ألا يتجاوز جهد الدائرة المفتوحة للنظام الجهد الأقصى للعمل الفعال لقاطع الدائرة هو القاعدة الأساسية لاختيارنا.
ثانيا: دعونا ننظر إلى اختيار التيار الحالي. طريقة الحساب السريع لأخذ القيمة المثلى لقاطع الدائرة بعد حساب كل سلسلة من 12 أمبير في نظام DC1000V هي الطريقة السائدة. لا يوجد خطأ في طريقة الحساب في نظام DC1500V، لكن لم يعد بالإمكان استخدام هذه النتيجة. يعد تحسن كفاءة الوحدات هو السبب الرئيسي لانخفاض أسعار الوحدات في السنوات الأخيرة؛ أي أن خرج الطاقة أعلى في نفس مساحة الوحدة، لا تزداد مساحة الوحدة—ومع ذلك، تزداد الطاقة، مما سيزيد حتما جهد الوحدة والتيار عند 400 واط. في الأنظمة الكهروضوئية المذكورة أعلاه، من الضروري التفكير تدريجيا في زيادة التيار العامل المصنف لقاطع الدائرة. الزيادة الأخيرة لا علاقة لها بنظام DC1500V أو DC1000V. هذه مشكلة ناجمة عن تحسين معلمات الإخراج للمكونات.
الجدول 4: جدول حساب الحد الأقصى للتيار التشغيلي
لحساب اختيار تيار قواطع الدائرة الكهروضوئية، نوصي بخوارزمية سريعة ومباشرة لأقصى تيار عمل اسمي للوحدة بنسبة 150٪. في عام 2016، أظهرت نتائج الاستطلاع المتابعة أن تصميم هامش الربح التجريبي بنسبة 130٪ هو قيمة حرجة وعرضة للحوادث الخاطئة. حادث.
هناك ثلاثة أسباب لهامش 50٪ الموصى به لقواطع الدائرة:
. تأثير الإشعاع: المعامل الحالي للوحدة هو المعيار الإشعاعي البالغ 1000 واط/م². أقصى إشعاع في المناطق ذات ظروف الإشعاع الجيدة حوالي 1200 واط/م²، مما يستهلك ما لا يقل عن 20٪ من هامش التصميم. يمكن الوصول إليها للإرسال السوبر.
. بيئة تركيب المعدات قاسية نسبيا، وتبديد الحرارة ضعيف، ودرجة الحرارة الداخلية للمعدات مرتفعة جدا، مما يؤثر على انخفاض مستوى قاطع الدائرة. وجد القياس الميداني أن أعلى درجة حرارة تجاوزت 70 درجة مئوية.
. هناك فرق كبير في التحكم في ارتفاع درجة حرارة قواطع الدوائر في الشركات المصنعة المختلفة. يجب ألا يتجاوز ارتفاع درجة حرارة قواطع الدائرة الكهروضوئية بعد توصيلها على التوالي 60 كلفن، وغالبا فوق 70 كلفن. المنتجات غير المؤهلة التي تتجاوز 80 ألف أيضا شائعة. السبب الرئيسي لارتفاع درجة الحرارة الذي تجاوز 80 كلفن هو الاتصال التسلسلي. جزء من طريقة اللحام غير مستخدم، وتسخين براغي قضبان النحاس مرتفع جدا.
في عام 2012، كان منتج قاطع الدائرة من العلامة التجارية الكورية في منطقة الشمال الغربي لا يزال يذكر بوضوح لأن ارتفاع درجة الحرارة في السلسلة لم يكن قادرا على تلبية استخدام القطع الخاطئة واسعة النطاق. لذلك، فإن اختيار التصميم الدقيق الموصى به للهامش الحالي هو 30٪ هامش تجريبي + (ذروة الإشعاع/1000-1) * 100٪ = هامش التصميم الحالي الفعلي للمشروع، ويتم حساب الحساب البسيط والسريع وفقا ل 50٪.
وأخيرا، ملخص: نظام DC1500V الكهروضوئية يوصي بوحدة أوتار واحدة مكونة من 2*13=26 قطعة. جهد العمل لصندوق المدمج وقاطع دائرة مدخل العاكس هو DC1500V، والحد الأدنى للتيار هو 500 أمبير. بالنسبة لطرق الاتصال غير الملحومة مثل الصف، ينصح باختيار تيار أعلى إلى 630 أمبير. يوصى باستخدام معلمات الذروة كأساس للحساب لاختيار قواطع الدائرة الكهروضوئية.
1. تحقق من صحة الأسلاك بعد توصيل قاطع الدائرة الكهربائي الصغير الكهربائي. يمكن التحقق منها باستخدام زر الاختبار. إذا كان بالإمكان فصل قاطع الدائرة بشكل صحيح، فهذا يعني أن واقي التسرب مثبت بشكل صحيح؛ وإلا، يجب فحص الدائرة لإزالة العطل؛
2. بعد فصل قاطع الدائرة بسبب قصر في الخط، من الضروري فحص التلامسات. إذا كان التلامس الأساسي محروقا بشدة أو به حفورات، يجب إصلاحه؛ يجب توصيل قاطع دائرة التسرب ذو الأربعة أقطاب (DZ47LE، TX47LE) بخط المحايد. لجعل الدائرة الإلكترونية تعمل بشكل صحيح؛
3. بعد تشغيل قاطع دائرة التسرب، يجب على المستخدم التحقق مما إذا كان قاطع الدائرة يعمل عادة عبر زر الاختبار في كل مرة بعد فترة؛ يتم تحديد خصائص التسرب، والتحميل الزائد، وحماية الدائرة القصيرة في قاطع الدائرة من قبل الشركة المصنعة ولا يمكن تعديلها بإرادتها حتى لا تؤثر على الأداء؛
4. وظيفة زر الاختبار هي التحقق من حالة تشغيل قاطع الدائرة في حالة الإغلاق والتشعيل بعد تركيبه أو تشغيله لفترة معينة. اضغط على زر الاختبار؛ يمكن فصل قاطع الدائرة، مما يشير إلى أن العملية منتظمة ويمكن الاستمرار في الاستخدام؛ إذا لم يكن بالإمكان فصل قاطع الدائرة، فهذا يشير إلى أن قاطع الدائرة أو الدائرة معيبة وتحتاج إلى إصلاح؛
5. إذا تم فصل قاطع الدائرة بسبب فشل الدائرة المحمية، يكون مقبض التشغيل في وضع القطع. بعد معرفة السبب وإزالة العطل، يجب سحب مقبض التشغيل أولا لجعل آلية التشغيل "تعيد الانحناء" قبل إجراء عملية الإغلاق؛
6. يجب أن تمر أسلاك الحمل في قاطع دائرة التسرب عبر طرف الحمل لقاطع الدائرة. لا يسمح بعدم مرور أي خط طور أو خط صفري من الحمل عبر قاطع دائرة التسرب. وإلا، فسيؤدي ذلك إلى "تسرب" صناعي وفشل قاطع الدائرة في الإغلاق، مما يؤدي إلى حدوث "خطأ".
وبفضل التحسن المستمر لتقنية قواطع الدائرة الكهربائية الكهروضوئية الكهربائية،
كيف يعمل قاطع الدائرة الكهرومي الكهرومغناطيسي في نظام الطاقة الشمسية؟
لفهم سير عمل قاطع الدائرة الكهروضوئية DC، من الضروري أولا فهم سير عمل النظام الكهروضوئي بالكامل:
عندما يعمل نظام التيار المستمر الكهروضوئي، يعتمد على وظيفة مصفوفة الوحدة الشمسية المربعة لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية كافية. تحت تأثير وحدة التحكم الكهروضوئية، يتم استقرار جهد الخرج ويتم تحقيق الاتصال بنظام التيار المستمر. افترض أن الجهد الناتج عن الوحدة الشمسية يفي بمتطلبات الجهد لنظام التيار المستمر. في هذه الحالة، سيتم فصل موصلي التيار المتردد في طرف الشاحن تلقائيا تحت سيطرة وحدة التحكم الكهروضوئية، وسيكمل مزود الطاقة الكهروضوئية تزويد نظام التيار المستمر في المحطة الفرعية. وبالمقابل، افترض أن جهد الخرج لا يمكن أن يلبي متطلبات الجهد لنظام التيار المستمر. في هذه الحالة، سيتوقف عمل الإخراج تلقائيا تحت سيطرة وحدة التحكم الكهروضوئية، وفي نفس الوقت، سيتم إغلاق مبدأ التيار المتردد في طرف الشاحن المدخل. في هذا الوقت، يكمل الشاحن عمل تزويد الطاقة بنظام التيار المستمر في المحطة الفرعية. يعمل المتحكم الكهروضوئي والشاحن بالتناوب وفقا لهذا المبدأ لتحقيق التبديل التلقائي.
تتكون قواطع التيار المستمر الكهروضوئية عادة من نظام تلامس، ونظام إطفاء القوس، وآلية تشغيل، وفتح، وغلاف.
مبدأ عمل قاطع الدائرة الكهروضوئية هو كما يلي:
- عندما يحدث قصر كهربائي، يتغلب المجال المغناطيسي الناتج عن التيار الكبير (عادة 10 إلى 12 مرة) على نابض قوة التفاعل.
- التحرير يسحب آلية التشغيل للعمل.
- المفتاح ينعطل فورا.
وظيفة قاطع الدائرة التيار المستمر هي قطع وتوصيل دائرة الحمل، وقطع دائرة الخطأ، ومنع توسع الحادث، وضمان التشغيل الآمن. يحتاج قاطع الدائرة عالي الجهد إلى كسر أقواس 1500 فولت بتيار يتراوح بين 1500-2000 أمبير. يمكن تمديد هذه الأقواس حتى ارتفاع 2 متر وتستمر في الاحتراق دون أن تنطفئ. لذلك، فإن إطفاء القوس هو مشكلة يجب على قواطع الدائرة عالية الجهد حلها. مبدأ نفخ القوس وإطفاء القوس هو بشكل رئيسي لتبريد القوس لتقليل الانفصال الحراري.
من ناحية أخرى، قم بإطالة القوس عن طريق نفخ الزاوية لتعزيز إعادة التركيب والانتشار للجسيمات المشحونة. وفي الوقت نفسه، يتم تطيح الجسيمات المشحونة في الفجوة القوسية، وتستعاد قوة العزل الكهربائي للوسط بسرعة. يمكن استخدام قواطع الدوائر منخفضة الجهد، المعروفة أيضا بمفاتيح الهواء التلقائية، لتشغيل وتنزيل الدوائر، ويمكن استخدامها أيضا للتحكم في المحركات التي تعمل بشكل نادرا. وظيفته تعادل مجموع بعض أجزاء الأجهزة الكهربائية مثل مفتاح السكين، مرحل التيار الزائد، مرحل فقدان الجهد، مرحل الحرارة، وواقي التسرب. لذلك، فهي جهاز كهربائي وقائي أساسي في شبكة التوزيع منخفضة الجهد.
1. يجب أن تركز التيار التشغيلي المصنف، والجهد العامل المصنف، وسعة الانقطاع لقاطع الدائرة على الجهد العامل المصنف والمعدل للعمل حاليا في النظام الكهروضوئي. يجب استخدام قدرة الكسر كمؤشر مرجعي. يجب أن يضمن اختيار جهد العمل المصنف والتيار المصنف أن حماية قاطع الدائرة موثوقة وخالية من أي عطل. اختيار قواطع الدوائر في الأنظمة الكهروضوئية يعتمد بشكل أساسي على معلمات الوحدات، وعدد الخيوط، والارتفاع، وأقصى الإشعاع، ودرجة الحرارة الضحلة، والهامش، وغيرها. معلمات الوحدات وعدد الخطوط هي أساس الحساب الأساسي؛ يجب أخذ الطول، ذروة الإشعاع، درجة الحرارة الخارجية في الاعتبار مع قياس هامش التصميم. يرتبط جهد العمل المصنف بشكل رئيسي بمعلمات المكونات وعدد الأوتار، كما أن الارتفاع ودرجة الحرارة المنخفضة تؤخذ في الاعتبار ضمن هامش التصميم. ينظر إلى التيار العامل المصنف مع قيمة ذروة الإشعاع والهامش التجريبي. أفكارنا للاختيار تعتمد على جهد العمل المصنف ونسبة التشغيل الحالية. أولا، دعونا نتحدث عن جهد النظام، ثم عن التيار.
2. نختار وحدة من مصنع وحدات محلي معروف اجتاز شهادة UL1500V كعينة مرجعية للحساب؛ قوة الوحدة تتراوح بين 550 واط إلى 530 واط، وكفاءة الوحدة تزيد عن 20٪. يجدر بالذكر أن معايير العينة في مصنع المكونات هي AM1.5 الجوي، والإشعاع 1000W/m²، ودرجة الحرارة 25°C. لذلك، فإن بيانات ذروة الحقل تختلف كثيرا عن الشروط السابقة، وهو أمر حاسم في حساب جانب تصميم الهامش. يركز اختيار معلمات المكون على ثلاثة معلمات رئيسية للمكون: 1. أقصى جهد تشغيلي؛ 2. أقصى تيار تشغيل؛ 3. أقصى جهد للدائرة المفتوحة.
أولا، دعونا نناقش حساب الجهد:
| STC | STPXXXS-C72/Vmh | ||||
| ذروة طاقة STC (Pmax) | 550W | 545W | 540W | 535W | 530W |
| أفضل جهد عمل (Vmp) | 42.05 فولت | 41.87 فولت | 41.75 فولت | 41.57 فولت | 41.39V |
| أفضل تيار عمل (lmp) | 13.08A | 13.02A | 12.94A | 12.87A | 12.81A |
| جهد الدائرة المفتوحة (Voc) | 49.88 فولت | 49.69 فولت | 49.54 فولت | 49.39 فولت | 49.24 فولت |
| تيار الدائرة القصيرة (Isc) | 14.01A | 13.96A | 13.89A | 13.83A | 13.76A |
| كفاءة تحويل المكونات | 21.3% | 21.1% | 20.9% | 20.7% | 20.5% |
| درجة حرارة تشغيل المكون | -40 °م إلى +85 °م | ||||
| أقصى جهد للنظام | 1500 فولت تيار مستمر (IEC) | ||||
| أقصى تصنيف تيار للفيوز على السلسلة | 25A | ||||
| تحمل القوة | 0/+5W | ||||
الجدول 1: جدول معلمات وحدة PV
بيانات الاختبار مؤشرات البيئية: (الغلاف الجوي AM1.5، الإشعاع 1000W/m²، درجة الحرارة 25°C)
التأثير الأساسي لجهد النظام هو ترتيب المكونات وعدد الوحدات في وتر واحد. القيمة الأساسية لنظام DC1500V يجب أن تكون تحسين كفاءة النظام وتقليل تكلفة النقل المستمر والعاكس بشكل فعال. حاليا، يستخدم ترتيب المكونات أحادية الوتر السائد لدينا 2*11 أكثر، وهذا الحل هو الحل الأمثل للتكلفة حاليا. النظام DC1500V لا يغير التصميم من جانب توليد الطاقة أو التيار المتردد، لذا يجب أن يحتفظ الحل DC1500V بالحل السائد الحالي لترتيب المكونات ويزيد عدد كتل السلسلة الأحادية لتحقيق جهد نظام أعلى. استنادا إلى الأسباب السابقة، نوصي بأن أفضل حل لترتيب الأوتار وعدد الكتل في نظام DC1500V هو 2*13 بحيث بناء على المفتاح دون تغيير مصفوفة الوحدات، يمكن تحقيق كفاءة أكبر في الجوانب الثلاثة للكابلات، وصناديق المدمجين، والمحولات—أي تقليل التكاليف. إذا حددنا عدد الكتل المكونة في سلسلة واحدة، فإن جهد النظام خلفها يكون مثاليا.
| طاقة المكونات | 550 نقطة | 545 نقطة | 540Wp | 535 نقطة | 530 نقطة |
| أقصى جهد عمل | 1093.3 | 1088.62 | 1085.5 | 1080.82 | 1076.14 |
| أقصى جهد للدائرة المفتوحة | 1296.88 | 1291.94 | 1288.04 | 1284.14 | 1280.24 |
الجدول 2: جهد الوتر المرجعي المكون من 26 وحدة
بيانات الاختبار مؤشرات البيئية: (الغلاف الجوي AM1.5، الإشعاع 1000W/m²، درجة الحرارة 25°C)
هل الأرقام في الجدول 2 هي القمم الفعلية؟ للأسف، هذا ليس صحيحا. عاملان رئيسيان يؤثران على جهد النظام. الارتفاع ودرجة الحرارة، وأداء قاطع الدائرة في إطفاء القوس الكهربائي يناقش أولا من الحجم. أكبر تحد في مشكلة الجهد لقاطع الدائرة هو إطفاء القوس. كلما زاد الجهد، زادت صعوبتها. البيئة التجريبية لمعلمات قاطع الدائرة تعتمد على معيار AM الجوي على ارتفاع 2000 متر. فوق ارتفاع 2000 متر، يكون الهواء رقيق نسبيا، وتقل قدرة إطفاء القوس لقاطع الدائرة بشكل خطي مع زيادة الارتفاع. لتسهيل الحساب، يتم تحويله إلى عامل تخفيض جهد العمل المصنف. وفقا لتحليل البيانات الذي تم جمعه لسنوات عديدة، فإن ارتفاع محطات الطاقة الأرضية الكبيرة في الصين يتراوح بين 1500 إلى 3000 متر، لذا ينصح بأخذ 10٪ من هامش التصميم لخفض الارتفاع، والذي يمكن أن يغطي ارتفاع معظم المشاريع.
بالإضافة إلى ذلك، تؤثر درجة الحرارة المحيطة بشكل كبير على جهد خرج المكون. جهد خرج المكون بين 25°C و-10°C له منحنى ارتفاع حاد، ويتغير ارتفاع الجهد أقل بعد -10°C. معامل درجة حرارة الجهد للمكون هو -0.36٪/كلفن (تختلف الشركات المصنعة قليلا). فيما يتعلق بهامش معامل درجة الحرارة، نوصي بالنظر في 42*0.36٪=15.12٪. نوصي بالنظام فيما يتعلق باعتباري الهامش الاثنين وهما الارتفاع ودرجة الحرارة. هامش تصميم الجهد هو 20٪. فيما يلي جهد النظام الموصى به بعد تصحيح الهامش:
| طاقة المكونات | 550 نقطة | 545 نقطة | 540Wp | 535 نقطة | 530 نقطة |
| أقصى جهد عمل | 1311.96 | 1306.344 | 1302.6 | 1296.984 | 1291.368 |
| أقصى جهد للدائرة المفتوحة | 1556.256 | 1550.328 | 1545.648 | 1540.968 | 1536.288 |
الجدول 3: جهد تصحيح النظام لمكونات الطاقة المختلفة في نظام DC1500V الكهروضوئية
من الجدول أعلاه، وجدنا أنه باستخدام بيانات الذروة لحساب أن أقصى جهد تشغيل للنظام أقل من 1320 فولت، يمكن لقاطع دائرة كهروضوئية بجهد تشغيل مصنف DC1500V أن يلبي متطلبات النظام. ومع ذلك، يجدر بالذكر أن أقصى جهد في الدائرة المفتوحة لتصحيح النظام يتجاوز الحد الأقصى لجهد العمل الفعال المصنف لقاطع الدائرة بمقدار 1.5٪. على الرغم من أن هذه هي النتيجة المصححة فقط ولا تمثل القيمة الحقيقية للذروة، إلا أن جهد الدائرة المفتوحة سيتجاوز الحد الأقصى لجهد الدائرة المفتوحة لقاطع الدائرة بعد تجاوز الارتفاع 3000 متر. لذلك، يجب ألا يتجاوز جهد الدائرة المفتوحة للنظام الجهد الأقصى للعمل الفعال لقاطع الدائرة هو القاعدة الأساسية لاختيارنا.
ثانيا: دعونا ننظر إلى اختيار التيار الحالي. طريقة الحساب السريع لأخذ القيمة المثلى لقاطع الدائرة بعد حساب كل سلسلة من 12 أمبير في نظام DC1000V هي الطريقة السائدة. لا يوجد خطأ في طريقة الحساب في نظام DC1500V، لكن لم يعد بالإمكان استخدام هذه النتيجة. يعد تحسن كفاءة الوحدات هو السبب الرئيسي لانخفاض أسعار الوحدات في السنوات الأخيرة؛ أي أن خرج الطاقة أعلى في نفس مساحة الوحدة، لا تزداد مساحة الوحدة—ومع ذلك، تزداد الطاقة، مما سيزيد حتما جهد الوحدة والتيار عند 400 واط. في الأنظمة الكهروضوئية المذكورة أعلاه، من الضروري التفكير تدريجيا في زيادة التيار العامل المصنف لقاطع الدائرة. الزيادة الأخيرة لا علاقة لها بنظام DC1500V أو DC1000V. هذه مشكلة ناجمة عن تحسين معلمات الإخراج للمكونات.
| طاقة المكونات | 550 نقطة | 545 نقطة | 540Wp | 535 نقطة | 530 نقطة |
| أقصى تيار تشغيلي | 13.08 | 13.02 | 12.94 | 12.87 | 12.81 |
| أقصى تيار تشغيلي بعد التصحيح | 19.62 | 19.53 | 19.41 | 19.305 | 19.215 |
| 24 حوضا، 1 أقصى تيار تشغيل | 470.88 | 468.72 | 465.84 | 463.32 | 461.16 |
الجدول 4: جدول حساب الحد الأقصى للتيار التشغيلي
لحساب اختيار تيار قواطع الدائرة الكهروضوئية، نوصي بخوارزمية سريعة ومباشرة لأقصى تيار عمل اسمي للوحدة بنسبة 150٪. في عام 2016، أظهرت نتائج الاستطلاع المتابعة أن تصميم هامش الربح التجريبي بنسبة 130٪ هو قيمة حرجة وعرضة للحوادث الخاطئة. حادث.
هناك ثلاثة أسباب لهامش 50٪ الموصى به لقواطع الدائرة:
. تأثير الإشعاع: المعامل الحالي للوحدة هو المعيار الإشعاعي البالغ 1000 واط/م². أقصى إشعاع في المناطق ذات ظروف الإشعاع الجيدة حوالي 1200 واط/م²، مما يستهلك ما لا يقل عن 20٪ من هامش التصميم. يمكن الوصول إليها للإرسال السوبر.
. بيئة تركيب المعدات قاسية نسبيا، وتبديد الحرارة ضعيف، ودرجة الحرارة الداخلية للمعدات مرتفعة جدا، مما يؤثر على انخفاض مستوى قاطع الدائرة. وجد القياس الميداني أن أعلى درجة حرارة تجاوزت 70 درجة مئوية.
. هناك فرق كبير في التحكم في ارتفاع درجة حرارة قواطع الدوائر في الشركات المصنعة المختلفة. يجب ألا يتجاوز ارتفاع درجة حرارة قواطع الدائرة الكهروضوئية بعد توصيلها على التوالي 60 كلفن، وغالبا فوق 70 كلفن. المنتجات غير المؤهلة التي تتجاوز 80 ألف أيضا شائعة. السبب الرئيسي لارتفاع درجة الحرارة الذي تجاوز 80 كلفن هو الاتصال التسلسلي. جزء من طريقة اللحام غير مستخدم، وتسخين براغي قضبان النحاس مرتفع جدا.
في عام 2012، كان منتج قاطع الدائرة من العلامة التجارية الكورية في منطقة الشمال الغربي لا يزال يذكر بوضوح لأن ارتفاع درجة الحرارة في السلسلة لم يكن قادرا على تلبية استخدام القطع الخاطئة واسعة النطاق. لذلك، فإن اختيار التصميم الدقيق الموصى به للهامش الحالي هو 30٪ هامش تجريبي + (ذروة الإشعاع/1000-1) * 100٪ = هامش التصميم الحالي الفعلي للمشروع، ويتم حساب الحساب البسيط والسريع وفقا ل 50٪.
وأخيرا، ملخص: نظام DC1500V الكهروضوئية يوصي بوحدة أوتار واحدة مكونة من 2*13=26 قطعة. جهد العمل لصندوق المدمج وقاطع دائرة مدخل العاكس هو DC1500V، والحد الأدنى للتيار هو 500 أمبير. بالنسبة لطرق الاتصال غير الملحومة مثل الصف، ينصح باختيار تيار أعلى إلى 630 أمبير. يوصى باستخدام معلمات الذروة كأساس للحساب لاختيار قواطع الدائرة الكهروضوئية.