يجب أن تنتبه الوحدات الكهروضوئية المتصلة في سلسلة إلى:
عندما يتم توصيل النظام الكهروضوئي بالشبكة لتوليد الطاقة ، يجب أن تدرك المجموعة الكهروضوئية التحكم الكامل في تتبع نقطة الطاقة للحصول على إجمالي خرج الطاقة تحت أي أشعة الشمس الحالية بشكل مستمر. لذلك ، عند تصميم عدد الوحدات الكهروضوئية في سلسلة ، يجب ملاحظة المشكلات التالية:
1) يجب أن تكون المواصفات والأنواع وعدد السلاسل وزوايا التثبيت للوحدات الكهروضوئية المتصلة بنفس العاكس متسقة.
2) يجب مراعاة معامل درجة حرارة جهد العمل الأمثل (Vmp) وجهد الدائرة المفتوحة (Voc) للوحدات الكهروضوئية. يجب أن يكون Vmp للصفيف الكهروضوئي المتصل بالسلسلة ضمن نطاق MPPT العاكس ، ويجب أن يكون Voc أقل من جهد دخل العاكس. القيمة القصوى.
بشكل عام ، يكون نطاق جهد دخل التيار المستمر للعاكس محددا. الحد الأقصى الموصى به لجهد دخل التيار المستمر للعاكس الكهروضوئي المتصل بالشبكة هو 1100 فولت ، ونطاق MPPT هو 200 فولت ~ 1000 فولت. عند اختيار عدد الوحدات في سلسلة ، يجب مراعاة جانبين: أحدهما هو جهد الدائرة المفتوحة. يجب أن يكون الحد الأعلى أقل من الحد الأقصى لتحمل الجهد للعاكس ؛ والثاني هو أن الحد المنخفض لجهد العمل المقنن لا يقل عن الحد الأدنى لقيمة نطاق MPPT العاكس. الجمع بين الشروط المذكورة أعلاه ، نختار الحد الأقصى لعدد اتصالات السلسلة للوحدات الكهروضوئية لا يزيد عن 21 كسلسلة. في درجة حرارة الغرفة 25 °C ، يكون جهد الدائرة المفتوحة 39.8V×20 سلاسل = 796V ، وإجمالي جهد عمل الطاقة هو 32.1V×20 = 642V ، والذي يلبي متطلبات الجهاز.
موثوقية النظام وسلامته
1. العاكس لديه موثوقية جيدة وسلامة
1) وظيفة التحكم في الحلقة المغلقة المتزامنة: أخذ العينات في الوقت الفعلي ومقارنة جهد شبكة الطاقة الخارجية ، والطور ، والتردد ، والإشارات الأخرى ، والحفاظ دائما على خرج العاكس متزامنا مع شبكة الطاقة الخارجية ، وجودة الطاقة مستقرة وموثوقة ، ولا تلوث شبكة الطاقة ، ولها أداء أمان جيد.
2) لديها وظيفة الإغلاق التلقائي والتشغيل: يكتشف العاكس الجهد ، الطور ، التردد ، إدخال التيار المستمر ، جهد خرج التيار المتردد ، التيار ، والإشارات الأخرى لشبكة الطاقة الخارجية في الوقت الفعلي. عند حدوث ظروف غير طبيعية ، فإنه سيحمي ويفصل خرج التيار المتردد تلقائيا ؛ عندما يختفي سبب الخطأ وتعود شبكة الطاقة إلى وضعها الطبيعي ، سيكتشف العاكس ويتأخر لفترة معينة ، ثم يستعيد خرج التيار المتردد ويتصل تلقائيا بالشبكة ، بموثوقية جيدة.
3) وظيفة الحماية: لديها وظائف حماية مثل الجهد الزائد ، وفقدان الجهد ، واكتشاف التردد ، والحماية ، والحمل الزائد والتيار الزائد ، والتسرب ، والحماية من الصواعق ، وقصر الدائرة التأريض ، والعزل التلقائي لشبكة الطاقة.
2. أداء سلامة النظام
نظرا لأن نظام توليد الطاقة الكهروضوئية بالكامل مجهز بجهاز حماية آمن وموثوق من الصواعق ، فإن العاكس المحدد يحتوي على حماية مثل الجهد الزائد ، والجهد المنخفض ، والحمل الزائد ، والتيار الزائد ، وتأريض الدائرة القصيرة ، والتسرب ، وما إلى ذلك ، لذلك يحتوي النظام بأكمله على وظائف الحماية هذه لضمان أن التصميم و تعمل المعدات عادة لضمان سلامة استهلاك الكهرباء للنظام بأكمله.
في نظام محطة الطاقة الكهروضوئية ، يعد التأريض جزءا مهما من التصميم الكهربائي ، والذي يرتبط بسلامة معدات وموظفي محطة الطاقة. يمكن أن يضمن تصميم التأريض الجيد أن تكون محطة الطاقة في بيئة تشغيل آمنة لفترة طويلة ، وتقليل تردد الخطأ في محطة الطاقة ، وتحسين الكفاءة التشغيلية الإجمالية لمحطة الطاقة. إذن ما هي أنواع التأريض الشائعة في محطات الطاقة الكهروضوئية؟
1. ما هو التأريض
يشير التأريض إلى توصيل النقطة المحايدة لنظام الطاقة والأجهزة الكهربائية ، والأجزاء الموصلة المكشوفة للمعدات الكهربائية ، والأجزاء الموصلة خارج الجهاز بالأرض من خلال الموصلات. يمكن تقسيمها إلى تأريض العمل ، وتأريض الحماية من الصواعق ، والتأريض الوقائي.
2. دور التأريض
غالبا ما نعرف فقط أن التأريض يمكن أن يمنع الصدمات الشخصية. ولكن ، في الواقع ، بالإضافة إلى هذه الوظيفة ، يمكن أن يمنع التأريض أيضا تلف المعدات والخطوط ، ويمنع الحرائق ، ويمنع ضربات الصواعق ، ويمنع الضرر الكهروستاتيكي ، ويضمن التشغيل المنتظم لأنظمة الطاقة.
01 الحماية من الصدمات الكهربائية
مقاومة جسم الإنسان لها علاقة كبيرة بظروف البيئة. لذلك ، التأريض هو وسيلة فعالة لمنع الصدمات الكهربائية. بعد تأريض المعدات الكهربائية من خلال جهاز التأريض ، تكون إمكانات المعدات الكهربائية قريبة من إمكانات الأرض. نظرا لمقاومة التأريض ، فإن المعدات الكهربائية لإمكانات الأرض موجودة دائما. كلما كان أكبر ، كلما كان أكثر خطورة عندما يلمسه شخص ما. ومع ذلك ، افترض أن جهاز التأريض غير متوفر. في هذه الحالة ، سيكون جهد غلاف المعدات الخاطئ هو نفسه الجهد من الطور إلى الأرض ، والذي لا يزال أعلى بكثير من جهد التأريض ، وبالتالي فإن الخطر سيزداد أيضا وفقا لذلك.
02 ضمان التشغيل المنتظم لنظام الطاقة
يتم تأريض نظام الطاقة ، المعروف أيضا باسم تأريض العمل ، بشكل عام عند النقطة المحايدة للمحطة الفرعية أو المحطة الفرعية. متطلبات مقاومة التأريض لتأريض العمل ضئيلة ، ويلزم وجود شبكة تأريض للمحطات الفرعية واسعة النطاق لضمان أن تكون مقاومة التأريض صغيرة وموثوقة. الغرض من أرض العمل هو جعل الجهد بين النقطة المحايدة للشبكة والأرض قريبا من الصفر. لا يمكن لنظام توزيع الطاقة منخفض الجهد تجنب ملامسة خط الطور للقذيفة أو الأرض بعد كسر خط الطور. إذا كانت النقطة المحايدة معزولة عن الأرض ، فإن الجهد إلى أسفل المرحلتين الأخريين سيرتفع إلى ثلاثة أضعاف جهد الطور ، مما قد يتسبب في احتراق معدات العمل الكهربائية بجهد 220. بالنسبة لنظام التأريض المحايد ، حتى إذا كانت إحدى المراحل قصيرة الدائرة على الأرض ، يمكن أن تظل المرحلتان الأخريان قريبتين من جهد الطور ، وبالتالي لن تتلف المعدات الكهربائية المتصلة بالمرحلتين المختلفتين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يمنع النظام من التذبذب ، ويجب مراعاة مستوى عزل المعدات والخطوط الكهربائية فقط وفقا لجهد الطور.
03 الحماية من الصواعق ومخاطر الكهرباء الساكنة
عندما يحدث البرق ، بالإضافة إلى البرق المباشر ، يتم أيضا إنتاج البرق التعريفي ، وينقسم البرق التعريفي إلى البرق التعريفي الحاد الثابت والبرق الحثي الكهرومغناطيسي. الطريقة الأكثر أهمية لجميع تدابير الحماية من الصواعق هي التأريض.
3. أنواع التأريض
أنواع التأريض الشائعة هي كما يلي: تأريض العمل ، تأريض الحماية من الصواعق ، التأريض الوقائي ، تأريض التدريع ، التأريض المضاد للكهرباء الساكنة ، إلخ.
01 تأريض الحماية من الصواعق
تأريض الحماية من الصواعق هو نظام تأريض لمنع التلف عند ضربه بالبرق (ضربة مباشرة أو تحريض أو مقدمة خط).
كجزء من تدابير الحماية من الصواعق ، يقدم تأريض الحماية من الصواعق تيار البرق في الأرض. تستخدم الحماية من الصواعق للمباني والمعدات الكهربائية بشكل أساسي أحد طرفي الصواعق (بما في ذلك مانع الصواعق ، وحزام الحماية من الصواعق ، وشبكة الحماية من الصواعق ، وجهاز إخماد الصواعق ، وما إلى ذلك) للاتصال بالمعدات المحمية. الطرف الآخر متصل بالجهاز الأرضي. نتيجة لذلك ، يتم توجيه البرق نحو نفسه ، ويدخل تيار البرق الأرض من خلال الموصل السفلي وجهاز التأريض. بالإضافة إلى ذلك ، نظرا للتأثير الجانبي للحث الكهروستاتيكي الناجم عن البرق ، لمنع الأضرار غير المباشرة ، مثل حريق المنزل أو الصدمة الكهربائية ، من الضروري عادة تأريض المعدات المعدنية للمبنى والأنابيب المعدنية والهياكل الفولاذية.
02 تأريض عمل التيار المتردد
تأريض عمل التيار المتردد هو توصيل نقطة معينة في نظام الطاقة مباشرة أو من خلال معدات خاصة بالأرض لتوصيل المعادن. يشير تأريض العمل بشكل أساسي إلى تأريض الطرف المحايد للمحول أو الخط المحايد (الخط N). يجب عزل السلك N بقلب نحاسي. توجد أطراف ربط إضافية متساوية الجهد في توزيع الطاقة ، وتكون أطراف الترابط متساوية الجهد بشكل عام في الخزانة. وتجدر الإشارة إلى أن هذه المحطة لا يمكن كشفها. لا يمكن مزجها مع أنظمة التأريض الأخرى ، مثل تأريض التيار المستمر ، وتأريض التدريع ، والتأريض المضاد للكهرباء الساكنة ، وما إلى ذلك ؛ ولا يمكن توصيله بأسلاك PE.
03 تأريض حماية السلامة
يعمل تأريض الأمان على توصيل معدني جيد بين الأجزاء المعدنية غير المشحونة للمعدات الكهربائية وجسم التأريض. في محطة الطاقة الكهروضوئية ، توجد بشكل أساسي محولات ومكونات وصناديق توزيع تحتاج إلى التأريض لحماية السلامة.
▲ تأريض غلاف العاكس
▲ تأريض الوحدة الكهروضوئية
04 درع الأرض
لمنع تداخل المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية ، يسمى تأريض الغلاف الخارجي للمعدات الإلكترونية والأسلاك المحمية داخل وخارج الجهاز أو الأنابيب المعدنية التي تمر عبره تأريض التدريع. عادة ما تستخدم طريقة التأريض هذه لتأريض طبقة التدريع لخط اتصال RS485 في محطة الطاقة الكهروضوئية ، والتي يمكن أن تمنع بشكل فعال المجال الكهرومغناطيسي من التدخل في الاتصال عندما تقوم محولات متعددة بإجراء 485 اتصالا تسلسليا.
▲ طبقة التدريع لخط الاتصال 485 مؤرضة
05 التأريض المضاد للكهرباء الساكنة
بالنسبة لبعض بيئات تركيب العاكس الخاصة ، مثل التثبيت في غرفة كمبيوتر جافة ، فإن التأريض لمنع تداخل العاكس الكهروستاتيكي الناتج عن المناخ الجاف لغرفة الكمبيوتر يسمى التأريض المضاد للكهرباء الساكنة. يمكن مشاركة جهاز التأريض المضاد للكهرباء الساكنة مع جهاز التأريض الآمن للعاكس.
يتم عرض متطلبات مواصفات مقاومة التأريض القياسية في الجدول التالي:
لَخَّصَ
كمجموعة من أنظمة التشغيل طويلة الأجل ، يجب تأريض محطات الطاقة الكهروضوئية أثناء التصميم والبناء لتقليل التشغيل والصيانة غير الضروريين في المرحلة اللاحقة لضمان تشغيل النظام على المدى الطويل بشكل مستقر وآمن وفعال.
مع التطبيق الواسع لتوليد الطاقة الكهروضوئية ، فإن الاتصال بين الوحدات الكهروضوئية وسلاسل الوحدات ، والاتصال الطرفي DC لصناديق التجميع ، والمحولات ، وغيرها من المعدات تستخدم على نطاق واسع في موصلات MC4 / H4 القياسية الدولية ، كما هو موضح في الشكل 1 والشكل 1. 2 موضحة.
▲الشكل 1
▲الشكل 2
1. متطلبات أداء الموصلات الكهروضوئية
إذن ما هي متطلبات أداء الموصلات الكهروضوئية؟
أولا ، يجب أن يكون للموصل الكهروضوئي موصلية جيدة ، ويجب ألا تزيد مقاومة التلامس عن 0.35 مللي أوم.
ثانيا ، يجب أن يكون لها أداء سلامة جيد لضمان أداء السلامة لوحدات الخلايا الشمسية. ثالثا ، البيئة والمناخ الذي تستخدم فيه معدات الطاقة الشمسية تكون في بعض الأحيان في طقس وبيئة رهيبة. لذلك ، يجب أن يكون مقاوما للماء ، وله درجة حرارة عالية ، ومقاومة للتآكل ، وعزل عالي ، وخصائص أخرى ، ويجب أن يصل مستوى الحماية إلى IP68.
ثالثا ، يجب أن يكون هيكل الموصل الشمسي ثابتا وموثوقا به ، ويجب ألا تقل قوة الاتصال بين الموصلات من الذكور والإناث عن 80 نيوتن. بالنسبة لموصل MC4 المتصل بكابل أربعة مم² ، عند حمل تيار 39 أمبير ، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة درجة الحرارة القصوى البالغة 105 درجة. موصلات MC4 / H4 هي موصلات أحادية النواة برؤوس ذكور وإناث ولها العديد من المزايا مثل الختم الجيد والاتصال المريح والصيانة المريحة والصيانة.
2. احتياطات لتركيب الموصلات الكهروضوئية
يجب أن ينتبه اختيار القابس إلى جودة المنتج ، بما في ذلك حجم الموصل المعدني الداخلي ، ويجب أن يفي سمك المادة والمرونة والطلاء بالقدرة على حمل تيار كبير. اتصال جيد ، يجب أن يضمن بلاستيك غلاف القابس أن السطح أملس بدون تشققات ، وأن الواجهة محكمة الغلق جيدا. عند تثبيت موصل المكون ، تجنب التعرض لأشعة الشمس والمطر لمنع تقادم الموصل ، أو تآكل الموصل الداخلي والكابل ، أو زيادة مقاومة التلامس ، أو حتى الشرارة ، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة النظام أو وقوع حادث حريق.
عند تثبيت الموصلات الكهروضوئية ، يكون رابط العقص هو الأولوية القصوى ، ويجب استخدام أدوات العقص الاحترافية. قبل بناء محطة الطاقة الكهروضوئية ، يجب تدريب المثبتين الهندسيين ذوي الصلة على عمليات العقص.
▲الشكل 3
مع تطور تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية ، تتزايد أيضا قدرة وحدة كهروضوئية واحدة ، كما أن تيار السلسلة يزداد تدريجيا. على الرغم من أنه من الناحية النظرية ، فإن التصميم الذي يحمل مسودة موصل MC4 / H4 كاف لتلبية متطلبات هذه الوحدات ذات السعة الكبيرة ، لأسباب مختلفة ، في السنوات الأخيرة ، شهدت العديد من محطات الطاقة الكهروضوئية المزيد والمزيد من الحوادث التي يتم فيها صهر الموصلات وحرقها وحتى تؤدي إلى حرق صناديق المجمع والعاكسات. الشكل 5 ، الشكل 6 ، الشكل 7.
▲الشكل 5
▲الشكل 6
▲الشكل 7
كما نعلم جميعا ، في محطة الطاقة الكهروضوئية 100kWp ، عادة ما يكون هناك 600-1000 موصل من هذا القبيل ، وحالات عملها ، مثل مقاومة التلامس ، ضرورية للتشغيل المنتظم لمحطة الطاقة الكهروضوئية. ستؤثر حالة العمل السيئة للموصل على زيادة المقاومة الداخلية لجانب التيار المستمر ، مما سيؤدي إلى انخفاض في كفاءة توليد الطاقة لمحطة الطاقة. في أسوأ الحالات ، سيؤدي الاتصال الضعيف إلى تسخين الموصل أو حتى حرق الموصل ، مما يؤدي إلى حرق صندوق الدمج والعاكس (الشكل 7). وحتى أكثر شدة يمكن أن يؤدي إلى حدوث حرائق واسعة النطاق.
ملخص:موصلات المكونات والمكونات الإضافية للموصل المتصلة بصناديق المجمع ومحولات السلسلة هي المكان الذي تحدث فيه حالات الفشل بشكل متكرر. على الرغم من أن الموصل صغير ، إلا أنه ضروري في نظام توليد الطاقة الكهروضوئية. خاصة في عملية التشغيل والصيانة بعد الانتهاء من محطة الطاقة ، من الضروري الانتباه إلى حالة تشغيلها والتحقق بانتظام من ارتفاع درجة حرارة قابس التوصيل للتأكد من عدم وجود خلل وتشغيل منتظم.
بادئ ذي بدء ، يجب توصيل المكونات الإضافية غير المباشرة للوحدات الكهروضوئية بإحكام ، ويجب أن يكون الاتصال بين الكبل الخارجي والموصل معلبا ؛ بعد توصيل سلسلة الوحدة الكهروضوئية ، يجب اختبار جهد الدائرة المفتوحة وتيار الدائرة القصيرة لسلسلة الوحدة الكهروضوئية ؛ تتطلب الرسومات والمواصفات تأريضا موثوقا به.
أثناء تركيب الوحدات الكهروضوئية ، يجب إيلاء اهتمام خاص للاحتياطات التالية:
1) يمكن توصيل الوحدات الكهروضوئية فقط من نفس الحجم والمواصفات في سلسلة ؛
2) يمنع منعا باتا تركيب الوحدات الكهروضوئية في الظروف الجوية الممطرة أو الثلجية أو العاصفة ؛
3) يمنع منعا باتا توصيل المقابس السريعة الإيجابية والسلبية لنفس قطعة خط توصيل الوحدة الكهروضوئية ؛
4) سيتم حظر استخدام اللوحة الخلفية للوحدة الكهروضوئية (EVA) في حالة تلفها ؛
5) يمنع منعا باتا الدوس على لوحة البطارية لتجنب تلف المكونات أو الإصابة الشخصية ؛
6) يمنع منعا باتا الضغط أو الضرب أو الاصطدام أو خدش الزجاج المقسى للوحدات الكهروضوئية بأشياء حادة ؛
7) يجب وضع الألواح الشمسية غير المعبأة في موقع البناء بشكل مسطح بحيث تكون الواجهة الأمامية لأعلى ، مع وجود منصات خشبية أو عبوات ألواح في الأسفل ، ويمنع منعا باتا وضعها في وضع مستقيم أو بشكل غير مباشر أو معلق في الهواء ، ويمنع منعا باتا تعريض الجزء الخلفي من الوحدات لأشعة الشمس مباشرة ؛
8) يجب أن يحمل شخصان الوحدات في نفس الوقت أثناء عملية المناولة ، ويجب التعامل معها بعناية لتجنب الاهتزازات الكبيرة لتجنب تكسير الوحدات الكهروضوئية ؛
9) يمنع منعا باتا رفع الوحدة عن طريق سحب صندوق التوصيل أو سلك التوصيل ؛
10) عند تثبيت لوحة البطارية العلوية ، انتبه إلى إطار لوحة البطارية الذي يخدش لوحة البطارية المثبتة أثناء النقل ؛
11) يمنع منعا باتا على عمال التركيب استخدام أدوات للمس لوحة البطارية حسب الرغبة ، مما يتسبب في حدوث خدوش ؛
12) يمنع منعا باتا لمس الأجزاء المعدنية الحية لسلسلة الوحدة الكهروضوئية ؛
13) بالنسبة للمكونات التي يتجاوز جهدها في الدائرة المفتوحة 50 فولت أو التي يتجاوز جهدها المقنن الأقصى 50 فولت ، يجب أن تكون هناك علامة تحذير واضحة لخطر الصدمة الكهربائية بالقرب من جهاز توصيل المكون.
عندما يتم توصيل النظام الكهروضوئي بالشبكة لتوليد الطاقة ، يجب أن تدرك المجموعة الكهروضوئية التحكم الكامل في تتبع نقطة الطاقة للحصول على إجمالي خرج الطاقة تحت أي أشعة الشمس الحالية بشكل مستمر. لذلك ، عند تصميم عدد الوحدات الكهروضوئية في سلسلة ، يجب ملاحظة المشكلات التالية:
1) يجب أن تكون المواصفات والأنواع وعدد السلاسل وزوايا التثبيت للوحدات الكهروضوئية المتصلة بنفس العاكس متسقة.
2) يجب مراعاة معامل درجة حرارة جهد العمل الأمثل (Vmp) وجهد الدائرة المفتوحة (Voc) للوحدات الكهروضوئية. يجب أن يكون Vmp للصفيف الكهروضوئي المتصل بالسلسلة ضمن نطاق MPPT العاكس ، ويجب أن يكون Voc أقل من جهد دخل العاكس. القيمة القصوى.
بشكل عام ، يكون نطاق جهد دخل التيار المستمر للعاكس محددا. الحد الأقصى الموصى به لجهد دخل التيار المستمر للعاكس الكهروضوئي المتصل بالشبكة هو 1100 فولت ، ونطاق MPPT هو 200 فولت ~ 1000 فولت. عند اختيار عدد الوحدات في سلسلة ، يجب مراعاة جانبين: أحدهما هو جهد الدائرة المفتوحة. يجب أن يكون الحد الأعلى أقل من الحد الأقصى لتحمل الجهد للعاكس ؛ والثاني هو أن الحد المنخفض لجهد العمل المقنن لا يقل عن الحد الأدنى لقيمة نطاق MPPT العاكس. الجمع بين الشروط المذكورة أعلاه ، نختار الحد الأقصى لعدد اتصالات السلسلة للوحدات الكهروضوئية لا يزيد عن 21 كسلسلة. في درجة حرارة الغرفة 25 °C ، يكون جهد الدائرة المفتوحة 39.8V×20 سلاسل = 796V ، وإجمالي جهد عمل الطاقة هو 32.1V×20 = 642V ، والذي يلبي متطلبات الجهاز.
موثوقية النظام وسلامته
1. العاكس لديه موثوقية جيدة وسلامة
1) وظيفة التحكم في الحلقة المغلقة المتزامنة: أخذ العينات في الوقت الفعلي ومقارنة جهد شبكة الطاقة الخارجية ، والطور ، والتردد ، والإشارات الأخرى ، والحفاظ دائما على خرج العاكس متزامنا مع شبكة الطاقة الخارجية ، وجودة الطاقة مستقرة وموثوقة ، ولا تلوث شبكة الطاقة ، ولها أداء أمان جيد.
2) لديها وظيفة الإغلاق التلقائي والتشغيل: يكتشف العاكس الجهد ، الطور ، التردد ، إدخال التيار المستمر ، جهد خرج التيار المتردد ، التيار ، والإشارات الأخرى لشبكة الطاقة الخارجية في الوقت الفعلي. عند حدوث ظروف غير طبيعية ، فإنه سيحمي ويفصل خرج التيار المتردد تلقائيا ؛ عندما يختفي سبب الخطأ وتعود شبكة الطاقة إلى وضعها الطبيعي ، سيكتشف العاكس ويتأخر لفترة معينة ، ثم يستعيد خرج التيار المتردد ويتصل تلقائيا بالشبكة ، بموثوقية جيدة.
3) وظيفة الحماية: لديها وظائف حماية مثل الجهد الزائد ، وفقدان الجهد ، واكتشاف التردد ، والحماية ، والحمل الزائد والتيار الزائد ، والتسرب ، والحماية من الصواعق ، وقصر الدائرة التأريض ، والعزل التلقائي لشبكة الطاقة.
2. أداء سلامة النظام
نظرا لأن نظام توليد الطاقة الكهروضوئية بالكامل مجهز بجهاز حماية آمن وموثوق من الصواعق ، فإن العاكس المحدد يحتوي على حماية مثل الجهد الزائد ، والجهد المنخفض ، والحمل الزائد ، والتيار الزائد ، وتأريض الدائرة القصيرة ، والتسرب ، وما إلى ذلك ، لذلك يحتوي النظام بأكمله على وظائف الحماية هذه لضمان أن التصميم و تعمل المعدات عادة لضمان سلامة استهلاك الكهرباء للنظام بأكمله.
في نظام محطة الطاقة الكهروضوئية ، يعد التأريض جزءا مهما من التصميم الكهربائي ، والذي يرتبط بسلامة معدات وموظفي محطة الطاقة. يمكن أن يضمن تصميم التأريض الجيد أن تكون محطة الطاقة في بيئة تشغيل آمنة لفترة طويلة ، وتقليل تردد الخطأ في محطة الطاقة ، وتحسين الكفاءة التشغيلية الإجمالية لمحطة الطاقة. إذن ما هي أنواع التأريض الشائعة في محطات الطاقة الكهروضوئية؟
1. ما هو التأريض
يشير التأريض إلى توصيل النقطة المحايدة لنظام الطاقة والأجهزة الكهربائية ، والأجزاء الموصلة المكشوفة للمعدات الكهربائية ، والأجزاء الموصلة خارج الجهاز بالأرض من خلال الموصلات. يمكن تقسيمها إلى تأريض العمل ، وتأريض الحماية من الصواعق ، والتأريض الوقائي.
2. دور التأريض
غالبا ما نعرف فقط أن التأريض يمكن أن يمنع الصدمات الشخصية. ولكن ، في الواقع ، بالإضافة إلى هذه الوظيفة ، يمكن أن يمنع التأريض أيضا تلف المعدات والخطوط ، ويمنع الحرائق ، ويمنع ضربات الصواعق ، ويمنع الضرر الكهروستاتيكي ، ويضمن التشغيل المنتظم لأنظمة الطاقة.
01 الحماية من الصدمات الكهربائية
مقاومة جسم الإنسان لها علاقة كبيرة بظروف البيئة. لذلك ، التأريض هو وسيلة فعالة لمنع الصدمات الكهربائية. بعد تأريض المعدات الكهربائية من خلال جهاز التأريض ، تكون إمكانات المعدات الكهربائية قريبة من إمكانات الأرض. نظرا لمقاومة التأريض ، فإن المعدات الكهربائية لإمكانات الأرض موجودة دائما. كلما كان أكبر ، كلما كان أكثر خطورة عندما يلمسه شخص ما. ومع ذلك ، افترض أن جهاز التأريض غير متوفر. في هذه الحالة ، سيكون جهد غلاف المعدات الخاطئ هو نفسه الجهد من الطور إلى الأرض ، والذي لا يزال أعلى بكثير من جهد التأريض ، وبالتالي فإن الخطر سيزداد أيضا وفقا لذلك.
02 ضمان التشغيل المنتظم لنظام الطاقة
يتم تأريض نظام الطاقة ، المعروف أيضا باسم تأريض العمل ، بشكل عام عند النقطة المحايدة للمحطة الفرعية أو المحطة الفرعية. متطلبات مقاومة التأريض لتأريض العمل ضئيلة ، ويلزم وجود شبكة تأريض للمحطات الفرعية واسعة النطاق لضمان أن تكون مقاومة التأريض صغيرة وموثوقة. الغرض من أرض العمل هو جعل الجهد بين النقطة المحايدة للشبكة والأرض قريبا من الصفر. لا يمكن لنظام توزيع الطاقة منخفض الجهد تجنب ملامسة خط الطور للقذيفة أو الأرض بعد كسر خط الطور. إذا كانت النقطة المحايدة معزولة عن الأرض ، فإن الجهد إلى أسفل المرحلتين الأخريين سيرتفع إلى ثلاثة أضعاف جهد الطور ، مما قد يتسبب في احتراق معدات العمل الكهربائية بجهد 220. بالنسبة لنظام التأريض المحايد ، حتى إذا كانت إحدى المراحل قصيرة الدائرة على الأرض ، يمكن أن تظل المرحلتان الأخريان قريبتين من جهد الطور ، وبالتالي لن تتلف المعدات الكهربائية المتصلة بالمرحلتين المختلفتين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يمنع النظام من التذبذب ، ويجب مراعاة مستوى عزل المعدات والخطوط الكهربائية فقط وفقا لجهد الطور.
03 الحماية من الصواعق ومخاطر الكهرباء الساكنة
عندما يحدث البرق ، بالإضافة إلى البرق المباشر ، يتم أيضا إنتاج البرق التعريفي ، وينقسم البرق التعريفي إلى البرق التعريفي الحاد الثابت والبرق الحثي الكهرومغناطيسي. الطريقة الأكثر أهمية لجميع تدابير الحماية من الصواعق هي التأريض.
3. أنواع التأريض
أنواع التأريض الشائعة هي كما يلي: تأريض العمل ، تأريض الحماية من الصواعق ، التأريض الوقائي ، تأريض التدريع ، التأريض المضاد للكهرباء الساكنة ، إلخ.
01 تأريض الحماية من الصواعق
تأريض الحماية من الصواعق هو نظام تأريض لمنع التلف عند ضربه بالبرق (ضربة مباشرة أو تحريض أو مقدمة خط).
كجزء من تدابير الحماية من الصواعق ، يقدم تأريض الحماية من الصواعق تيار البرق في الأرض. تستخدم الحماية من الصواعق للمباني والمعدات الكهربائية بشكل أساسي أحد طرفي الصواعق (بما في ذلك مانع الصواعق ، وحزام الحماية من الصواعق ، وشبكة الحماية من الصواعق ، وجهاز إخماد الصواعق ، وما إلى ذلك) للاتصال بالمعدات المحمية. الطرف الآخر متصل بالجهاز الأرضي. نتيجة لذلك ، يتم توجيه البرق نحو نفسه ، ويدخل تيار البرق الأرض من خلال الموصل السفلي وجهاز التأريض. بالإضافة إلى ذلك ، نظرا للتأثير الجانبي للحث الكهروستاتيكي الناجم عن البرق ، لمنع الأضرار غير المباشرة ، مثل حريق المنزل أو الصدمة الكهربائية ، من الضروري عادة تأريض المعدات المعدنية للمبنى والأنابيب المعدنية والهياكل الفولاذية.
02 تأريض عمل التيار المتردد
تأريض عمل التيار المتردد هو توصيل نقطة معينة في نظام الطاقة مباشرة أو من خلال معدات خاصة بالأرض لتوصيل المعادن. يشير تأريض العمل بشكل أساسي إلى تأريض الطرف المحايد للمحول أو الخط المحايد (الخط N). يجب عزل السلك N بقلب نحاسي. توجد أطراف ربط إضافية متساوية الجهد في توزيع الطاقة ، وتكون أطراف الترابط متساوية الجهد بشكل عام في الخزانة. وتجدر الإشارة إلى أن هذه المحطة لا يمكن كشفها. لا يمكن مزجها مع أنظمة التأريض الأخرى ، مثل تأريض التيار المستمر ، وتأريض التدريع ، والتأريض المضاد للكهرباء الساكنة ، وما إلى ذلك ؛ ولا يمكن توصيله بأسلاك PE.
03 تأريض حماية السلامة
يعمل تأريض الأمان على توصيل معدني جيد بين الأجزاء المعدنية غير المشحونة للمعدات الكهربائية وجسم التأريض. في محطة الطاقة الكهروضوئية ، توجد بشكل أساسي محولات ومكونات وصناديق توزيع تحتاج إلى التأريض لحماية السلامة.
▲ تأريض غلاف العاكس
▲ تأريض الوحدة الكهروضوئية
04 درع الأرض
لمنع تداخل المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية ، يسمى تأريض الغلاف الخارجي للمعدات الإلكترونية والأسلاك المحمية داخل وخارج الجهاز أو الأنابيب المعدنية التي تمر عبره تأريض التدريع. عادة ما تستخدم طريقة التأريض هذه لتأريض طبقة التدريع لخط اتصال RS485 في محطة الطاقة الكهروضوئية ، والتي يمكن أن تمنع بشكل فعال المجال الكهرومغناطيسي من التدخل في الاتصال عندما تقوم محولات متعددة بإجراء 485 اتصالا تسلسليا.
▲ طبقة التدريع لخط الاتصال 485 مؤرضة
05 التأريض المضاد للكهرباء الساكنة
بالنسبة لبعض بيئات تركيب العاكس الخاصة ، مثل التثبيت في غرفة كمبيوتر جافة ، فإن التأريض لمنع تداخل العاكس الكهروستاتيكي الناتج عن المناخ الجاف لغرفة الكمبيوتر يسمى التأريض المضاد للكهرباء الساكنة. يمكن مشاركة جهاز التأريض المضاد للكهرباء الساكنة مع جهاز التأريض الآمن للعاكس.
يتم عرض متطلبات مواصفات مقاومة التأريض القياسية في الجدول التالي:
لَخَّصَ
كمجموعة من أنظمة التشغيل طويلة الأجل ، يجب تأريض محطات الطاقة الكهروضوئية أثناء التصميم والبناء لتقليل التشغيل والصيانة غير الضروريين في المرحلة اللاحقة لضمان تشغيل النظام على المدى الطويل بشكل مستقر وآمن وفعال.
مع التطبيق الواسع لتوليد الطاقة الكهروضوئية ، فإن الاتصال بين الوحدات الكهروضوئية وسلاسل الوحدات ، والاتصال الطرفي DC لصناديق التجميع ، والمحولات ، وغيرها من المعدات تستخدم على نطاق واسع في موصلات MC4 / H4 القياسية الدولية ، كما هو موضح في الشكل 1 والشكل 1. 2 موضحة.
▲الشكل 1
▲الشكل 2
1. متطلبات أداء الموصلات الكهروضوئية
إذن ما هي متطلبات أداء الموصلات الكهروضوئية؟
أولا ، يجب أن يكون للموصل الكهروضوئي موصلية جيدة ، ويجب ألا تزيد مقاومة التلامس عن 0.35 مللي أوم.
ثانيا ، يجب أن يكون لها أداء سلامة جيد لضمان أداء السلامة لوحدات الخلايا الشمسية. ثالثا ، البيئة والمناخ الذي تستخدم فيه معدات الطاقة الشمسية تكون في بعض الأحيان في طقس وبيئة رهيبة. لذلك ، يجب أن يكون مقاوما للماء ، وله درجة حرارة عالية ، ومقاومة للتآكل ، وعزل عالي ، وخصائص أخرى ، ويجب أن يصل مستوى الحماية إلى IP68.
ثالثا ، يجب أن يكون هيكل الموصل الشمسي ثابتا وموثوقا به ، ويجب ألا تقل قوة الاتصال بين الموصلات من الذكور والإناث عن 80 نيوتن. بالنسبة لموصل MC4 المتصل بكابل أربعة مم² ، عند حمل تيار 39 أمبير ، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة درجة الحرارة القصوى البالغة 105 درجة. موصلات MC4 / H4 هي موصلات أحادية النواة برؤوس ذكور وإناث ولها العديد من المزايا مثل الختم الجيد والاتصال المريح والصيانة المريحة والصيانة.
2. احتياطات لتركيب الموصلات الكهروضوئية
يجب أن ينتبه اختيار القابس إلى جودة المنتج ، بما في ذلك حجم الموصل المعدني الداخلي ، ويجب أن يفي سمك المادة والمرونة والطلاء بالقدرة على حمل تيار كبير. اتصال جيد ، يجب أن يضمن بلاستيك غلاف القابس أن السطح أملس بدون تشققات ، وأن الواجهة محكمة الغلق جيدا. عند تثبيت موصل المكون ، تجنب التعرض لأشعة الشمس والمطر لمنع تقادم الموصل ، أو تآكل الموصل الداخلي والكابل ، أو زيادة مقاومة التلامس ، أو حتى الشرارة ، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة النظام أو وقوع حادث حريق.
عند تثبيت الموصلات الكهروضوئية ، يكون رابط العقص هو الأولوية القصوى ، ويجب استخدام أدوات العقص الاحترافية. قبل بناء محطة الطاقة الكهروضوئية ، يجب تدريب المثبتين الهندسيين ذوي الصلة على عمليات العقص.
▲الشكل 3
مع تطور تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية ، تتزايد أيضا قدرة وحدة كهروضوئية واحدة ، كما أن تيار السلسلة يزداد تدريجيا. على الرغم من أنه من الناحية النظرية ، فإن التصميم الذي يحمل مسودة موصل MC4 / H4 كاف لتلبية متطلبات هذه الوحدات ذات السعة الكبيرة ، لأسباب مختلفة ، في السنوات الأخيرة ، شهدت العديد من محطات الطاقة الكهروضوئية المزيد والمزيد من الحوادث التي يتم فيها صهر الموصلات وحرقها وحتى تؤدي إلى حرق صناديق المجمع والعاكسات. الشكل 5 ، الشكل 6 ، الشكل 7.
▲الشكل 5
▲الشكل 6
▲الشكل 7
كما نعلم جميعا ، في محطة الطاقة الكهروضوئية 100kWp ، عادة ما يكون هناك 600-1000 موصل من هذا القبيل ، وحالات عملها ، مثل مقاومة التلامس ، ضرورية للتشغيل المنتظم لمحطة الطاقة الكهروضوئية. ستؤثر حالة العمل السيئة للموصل على زيادة المقاومة الداخلية لجانب التيار المستمر ، مما سيؤدي إلى انخفاض في كفاءة توليد الطاقة لمحطة الطاقة. في أسوأ الحالات ، سيؤدي الاتصال الضعيف إلى تسخين الموصل أو حتى حرق الموصل ، مما يؤدي إلى حرق صندوق الدمج والعاكس (الشكل 7). وحتى أكثر شدة يمكن أن يؤدي إلى حدوث حرائق واسعة النطاق.
ملخص:موصلات المكونات والمكونات الإضافية للموصل المتصلة بصناديق المجمع ومحولات السلسلة هي المكان الذي تحدث فيه حالات الفشل بشكل متكرر. على الرغم من أن الموصل صغير ، إلا أنه ضروري في نظام توليد الطاقة الكهروضوئية. خاصة في عملية التشغيل والصيانة بعد الانتهاء من محطة الطاقة ، من الضروري الانتباه إلى حالة تشغيلها والتحقق بانتظام من ارتفاع درجة حرارة قابس التوصيل للتأكد من عدم وجود خلل وتشغيل منتظم.
بادئ ذي بدء ، يجب توصيل المكونات الإضافية غير المباشرة للوحدات الكهروضوئية بإحكام ، ويجب أن يكون الاتصال بين الكبل الخارجي والموصل معلبا ؛ بعد توصيل سلسلة الوحدة الكهروضوئية ، يجب اختبار جهد الدائرة المفتوحة وتيار الدائرة القصيرة لسلسلة الوحدة الكهروضوئية ؛ تتطلب الرسومات والمواصفات تأريضا موثوقا به.
أثناء تركيب الوحدات الكهروضوئية ، يجب إيلاء اهتمام خاص للاحتياطات التالية:
1) يمكن توصيل الوحدات الكهروضوئية فقط من نفس الحجم والمواصفات في سلسلة ؛
2) يمنع منعا باتا تركيب الوحدات الكهروضوئية في الظروف الجوية الممطرة أو الثلجية أو العاصفة ؛
3) يمنع منعا باتا توصيل المقابس السريعة الإيجابية والسلبية لنفس قطعة خط توصيل الوحدة الكهروضوئية ؛
4) سيتم حظر استخدام اللوحة الخلفية للوحدة الكهروضوئية (EVA) في حالة تلفها ؛
5) يمنع منعا باتا الدوس على لوحة البطارية لتجنب تلف المكونات أو الإصابة الشخصية ؛
6) يمنع منعا باتا الضغط أو الضرب أو الاصطدام أو خدش الزجاج المقسى للوحدات الكهروضوئية بأشياء حادة ؛
7) يجب وضع الألواح الشمسية غير المعبأة في موقع البناء بشكل مسطح بحيث تكون الواجهة الأمامية لأعلى ، مع وجود منصات خشبية أو عبوات ألواح في الأسفل ، ويمنع منعا باتا وضعها في وضع مستقيم أو بشكل غير مباشر أو معلق في الهواء ، ويمنع منعا باتا تعريض الجزء الخلفي من الوحدات لأشعة الشمس مباشرة ؛
8) يجب أن يحمل شخصان الوحدات في نفس الوقت أثناء عملية المناولة ، ويجب التعامل معها بعناية لتجنب الاهتزازات الكبيرة لتجنب تكسير الوحدات الكهروضوئية ؛
9) يمنع منعا باتا رفع الوحدة عن طريق سحب صندوق التوصيل أو سلك التوصيل ؛
10) عند تثبيت لوحة البطارية العلوية ، انتبه إلى إطار لوحة البطارية الذي يخدش لوحة البطارية المثبتة أثناء النقل ؛
11) يمنع منعا باتا على عمال التركيب استخدام أدوات للمس لوحة البطارية حسب الرغبة ، مما يتسبب في حدوث خدوش ؛
12) يمنع منعا باتا لمس الأجزاء المعدنية الحية لسلسلة الوحدة الكهروضوئية ؛
13) بالنسبة للمكونات التي يتجاوز جهدها في الدائرة المفتوحة 50 فولت أو التي يتجاوز جهدها المقنن الأقصى 50 فولت ، يجب أن تكون هناك علامة تحذير واضحة لخطر الصدمة الكهربائية بالقرب من جهاز توصيل المكون.