يجب أن تنتبه الوحدات الكهروضوئية المتصلة في سلسلة إلى:
عندما يكون النظام الكهروضوئي متصلا بالشبكة لتوليد الطاقة ، يجب أن تدرك المصفوفة الكهروضوئية التحكم الكامل في تتبع نقطة الطاقة للحصول على إجمالي خرج الطاقة تحت أي أشعة الشمس الحالية باستمرار. لذلك ، عند تصميم عدد الوحدات الكهروضوئية في سلسلة ، يجب ملاحظة المشكلات التالية:
1) يجب أن تكون مواصفات وأنواع 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 العاكس MPPT ، ويجب أن يكون Voc أقل من جهد إدخال العاكس. القيمة القصوى.
بشكل عام ، يكون نطاق جهد إدخال التيار المستمر للعاكس محددا. الحد الأقصى لجهد إدخال التيار المستمر الموصى به 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 العالي أقل من الحد الأقصى لتحمل جهد العاكس ؛ والثاني هو أن الحد المنخفض لجهد العمل المقنن لا يقل عن الحد الأدنى لقيمة نطاق MPPT العاكس من خلال الجمع بين الشروط المذكورة أعلاه ، نختار الحد الأقصى لعدد اتصالات السلسلة للوحدات الكهروضوئية لا يزيد عن 21 كسلسلة. في درجة حرارة الغرفة 25 درجة مئوية ، يكون جهد الدائرة المفتوحة 39.8 فولت × 20 سلاسل = 796 فولت ، وإجمالي جهد عمل الطاقة هو 32.1 فولت × 20 = 642 فولت ، والذي يلبي متطلبات الماكينة.
موثوقية النظام وسلامته
1. العاكس لديه موثوقية وسلامة جيدة
1) وظيفة التحكم المتزامنة في الحلقة المغلقة: أخذ العينات في الوقت الفعلي ومقارنة جهد شبكة الطاقة الخارجية ، والطور ، والتردد ، والإشارات الأخرى ، والحفاظ دائما على إخراج العاكس متزامنا مع شبكة الطاقة الخارجية ، وجودة الطاقة مستقرة وموثوقة ، ولا تلوث شبكة الطاقة ، ولديها أداء أمان جيد.
2) لديها وظيفة الإغلاق والتشغيل التلقائي: يكتشف العاكس الجهد ، الطور ، التردد ، مدخلات التيار المستمر ، جهد خرج التيار المتردد ، التيار ، والإشارات الأخرى لشبكة الطاقة الخارجية في الوقت الفعلي. عند حدوث ظروف غير طبيعية ، فإنه سيحمي ويفصل مخرج التيار المتردد تلقائيا ؛ عندما يختفي سبب الخطأ وتعود شبكة الطاقة إلى طبيعتها ، 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 التأريضية ، والعزل التلقائي لشبكة الطاقة.
2. أداء سلامة النظام
نظرا لأن نظام توليد الطاقة الكهروضوئية بالكامل مجهز بجهاز حماية آمن وموثوق به من الصواعق ، فإن العاكس المحدد يتمتع بحماية مثل الجهد الزائد ، والجهد المنخفض ، والحمل الزائد ، والتيار الزائد ، وتأريض ماس كهربائى ، والتسرب ، وما إلى ذلك ، وبالتالي فإن النظام بأكمله يحتوي على وظائف الحماية هذه لضمان أن التصميم والمعدات تعمل 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 محطة الطاقة في بيئة تشغيل آمنة لفترة طويلة ، ويقلل من تكرار الأعطال في محطة الطاقة ، ويحسن 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 عمل ، وتأريض حماية من الصواعق ، وتأريض واقي.
2. دور التأريض
غالبا ما نعرف فقط أن التأريض يمكن أن يمنع الصدمات الشخصية. ولكن ، في الواقع ، بالإضافة إلى هذه الوظيفة ، يمكن للتأريض أيضا منع تلف المعدات والخطوط ، ومنع الحرائق ، ومنع الصواعق ، ومنع التلف الكهروستاتيكي ، وضمان التشغيل المنتظم لأنظمة الطاقة.
01 الحماية من الصدمات الكهربائية
مقاومة جسم الإنسان لها علاقة كبيرة بظروف البيئة. لذلك ، يعد التأريض طريقة فعالة لمنع الصدمات الكهربائية. بعد تأريض المعدات الكهربائية من خلال جهاز التأريض ، تكون إمكانات المعدات الكهربائية قريبة من الإمكانات الأرضية. بسبب مقاومة التأريض ، توجد دائما المعدات الكهربائية إلى إمكانات الأرض. كلما كان أكبر ، زادت خطورة عندما يلمسه شخص ما. ومع ذلك ، افترض أن جهاز التأريض لم يتم توفيره. في هذه الحالة ، سيكون جهد غلاف المعدات المعيب هو نفسه الجهد الطور إلى الأرض ، والذي لا يزال أعلى بكثير من جهد التأريض ، وبالتالي سيزداد الخطر 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 للغاية ، ويلزم وجود شبكة تأريض للمحطات الفرعية واسعة النطاق لضمان أن مقاومة التأريض صغيرة وموثوقة. الغرض من أرض العمل هو جعل الإمكانات بين النقطة المحايدة للشبكة والأرض قريبة من الصفر. لا يمكن لنظام توزيع الطاقة منخفض الجهد تجنب خط الطور الذي يلامس الغلاف أو الأرض بعد كسر خط الطور. إذا كانت النقطة المحايدة معزولة عن الأرض ، فإن الجهد الموجود في أسفل المرحلتين الأخريين سيرتفع إلى ثلاثة أضعاف جهد الطور ، مما قد يتسبب في احتراق معدات العمل الكهربائية بجهد 220. بالنسبة لنظام تأريض النقطة المحايدة ، حتى إذا كانت إحدى المراحل قصيرة الدائرة على الأرض ، فلا يزال من الممكن أن تكون المرحلتان الأخريان قريبتين من جهد الطور ، وبالتالي لن تتلف المعدات الكهربائية المتصلة بالمرحلتين المختلفتين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يمنع النظام من التذبذب ، ويجب فقط مراعاة مستوى عزل المعدات والخطوط الكهربائية وفقا لجهد الطور.
03 الحماية من الصواعق ومخاطر الكهرباء الساكنة
عند حدوث البرق ، بالإضافة إلى البرق المباشر ، يتم أيضا إنتاج البرق التعريفي ، وينقسم البرق التعريفي إلى البرق التعريفي الحاد الثابت والبرق التعريفي الكهرومغناطيسي. أهم طريقة لجميع تدابير الحماية من الصواعق هي التأريض.
3. أنواع التأريض
أنواع التأريض الشائعة هي كما يلي: تأريض العمل ، تأريض الحماية من الصواعق ، التأريض الواقي ، التأريض التدريع ، التأريض المضاد للكهرباء الساكنة ، إلخ.
01 تأريض الحماية من الصواعق
تأريض الحماية من الصواعق هو نظام تأريض لمنع الضرر عند الاصطدام بالبرق (ضربة مباشرة أو حث أو إدخال خط).
كجزء من تدابير الحماية من الصواعق ، يدخل تأريض الحماية من الصواعق تيار البرق إلى الأرض. تستخدم الحماية من الصواعق للمباني والمعدات الكهربائية بشكل أساسي أحد طرفي الصواعق (بما في ذلك مانعة 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 إلى الأرض من خلال جهاز الموصل السفلي والتأريض. بالإضافة إلى ذلك ، نظرا للآثار الجانبية للحث الكهروستاتيكي الناجم عن البرق ، لمنع الضرر غير المباشر ، مثل حريق المنزل أو الصدمة الكهربائية ، عادة ما يكون من الضروري 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 بنواة نحاسية. توجد محطات ربط متساوية الجهد في توزيع الطاقة ، وتوجد محطات الترابط متساوية الجهد بشكل عام في الخزانة. وتجدر الإشارة إلى أن هذه المحطة لا يمكن تعريضها. 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
يجعل التأريض الآمن اتصالا معدنيا جيدا بين الأجزاء المعدنية غير المشحونة للمعدات الكهربائية وجسم التأريض. في محطة الطاقة الكهروضوئية ، توجد بشكل أساسي محولات ومكونات وصناديق توزيع تحتاج إلى تأريضها لحماية السلامة.
▲ تأريض غلاف العاكس
▲ تأريض الوحدة الكهروضوئية
04 درع الأرض
لمنع تداخل المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية ، يطلق على تأريض الغلاف الخارجي للمعدات الإلكترونية والأسلاك المحمية داخل وخارج الجهاز أو الأنابيب المعدنية التي تمر عبرها التأريض الواقي. 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 اتصال تسلسلي 485.
▲ طبقة التدريع لخط الاتصال 485 مؤرضة
05 التأريض المضاد للكهرباء الساكنة
بالنسبة لبعض بيئات تركيب العاكس المعينة ، 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 تأريض الأمان الخاص بالعاكس.
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 المستقر والآمن والفعال على المدى الطويل.
مع التطبيق الواسع لتوليد الطاقة الكهروضوئية ، يتم استخدام الاتصال بين الوحدات الكهروضوئية وسلاسل الوحدات النمطية ، والاتصال الطرفي للتيار المستمر لصناديق التجميع ، والمحولات ، وغيرها من المعدات على نطاق واسع في موصلات MC4 / H4 القياسية الدولية ، كما هو موضح في الشكل 1 والشكل 1. 2 معروضة.
▲ الشكل 1
▲ الشكل 2
1. متطلبات أداء الموصلات الكهروضوئية
إذن ما هي متطلبات أداء الموصلات الكهروضوئية؟
أولا ، يجب أن يتمتع الموصل الكهروضوئي بموصلية جيدة ، ويجب ألا تزيد مقاومة التلامس عن 0.35 مللي أوم.
ثانيا ، يجب أن يكون لها أداء أمان جيد لضمان أداء السلامة لوحدات الخلايا الشمسية. ثالثا ، تكون البيئة والمناخ اللذان تستخدم فيهما معدات الطاقة الشمسية في بعض الأحيان في طقس وبيئة رهيبة. لذلك ، يجب أن يكون مقاوما للماء ، ودرجة 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 الذكور والإناث عن 80 نيوتن. بالنسبة لموصل MC4 المتصل بكابل بحجم أربعة مم² ، عند حمل تيار 39 أمبير ، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة درجة الحرارة الحد الأعلى البالغة 105 درجة. موصلات MC4 / H4 هي موصلات أحادية النواة مع رؤوس من الذكور والإناث ولها العديد من المزايا مثل الختم الجيد ، والتوصيل المريح ، والصيانة المريحة ، والصيانة.
2. احتياطات تركيب الموصلات الكهروضوئية
يجب أن ينتبه اختيار القابس إلى جودة المنتج ، بما في ذلك حجم الموصل المعدني الداخلي ، ويجب أن يلبي سمك المادة ومرونتها والطلاء القدرة على حمل تيار كبير. اتصال جيد ، يجب أن يضمن البلاستيك الخاص بغلاف القابس أن السطح أملس بدون تشققات ، وأن الواجهة محكمة الغلق جيدا. عند تثبيت موصل المكون ، تجنب التعرض لأشعة الشمس والمطر لمنع شيخوخة الموصل ، أو تآكل الموصل الداخلي والكابل ، أو زيادة مقاومة التلامس ، أو حتى الشرارة ، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة النظام أو حادث حريق.
عند تركيب الموصلات الكهروضوئية ، يكون رابط العقص هو الأولوية القصوى ، ويجب استخدام أدوات العقص الاحترافية. قبل إنشاء محطة الطاقة الكهروضوئية ، يجب تدريب المثبتين الهندسيين المعنيين على عمليات العقص.
▲ الشكل 3
مع تطور تقنية الخلايا الكهروضوئية ، تتزايد أيضا سعة وحدة كهروضوئية واحدة ، كما يتزايد تيار السلسلة 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 ، تعرضت العديد من محطات الطاقة الكهروضوئية لعدد متزايد من الحوادث التي يتم فيها إذابة الموصلات وحرقها وحتى تؤدي إلى حرق الصناديق المجمعة والعاكسات. الشكل 5 ، الشكل 6 ، الشكل 7.
▲ الشكل 5
▲ الشكل 6
▲ الشكل 7
كما نعلم جميعا ، في محطة الطاقة الكهروضوئية بسرعة 100 كيلو واط في الثانية ، عادة ما يكون هناك 600-1000 موصلات 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 يؤدي إلى انخفاض كفاءة توليد الطاقة لمحطة الطاقة. في أسوأ الحالات ، سيؤدي التلامس الضعيف إلى تسخين الموصل أو حتى حرقه ، مما يؤدي إلى حرق صندوق التجميع والعاكس (الشكل 7). وحتى الأكثر حدة يمكن أن يؤدي إلى حدوث حرائق واسعة النطاق.
ملخص:موصلات المكونات والمكونات الإضافية للموصل المتصلة بصناديق التجميع 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.
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 الرياح ؛
3) يمنع منعا باتا توصيل المقابس السريعة الموجبة والسالبة لنفس القطعة من خط توصيل الوحدة الكهروضوئية ؛
4) سيتم حظر استخدام اللوحة الخلفية للوحدة الكهروضوئية (EVA) في حالة تلفها ؛
5) يمنع منعا باتا الوقوف على لوحة البطارية لتجنب تلف المكونات أو الإصابة الشخصية ؛
6) يمنع منعا باتا الضغط أو الضرب أو الاصطدام أو الخدش بالزجاج المقسى للوحدات الكهروضوئية بأشياء حادة ؛
7) يجب وضع الألواح الشمسية غير المعبأة في موقع البناء بشكل مسطح مع مواجهة الأمام لأعلى ، مع وجود منصات خشبية أو عبوات ألواح في الأسفل ، ويمنع منعا باتا وضعها في وضع مستقيم أو 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 معهما بعناية لتجنب الاهتزازات الكبيرة لتجنب تكسير الوحدات الكهروضوئية ؛
9) يمنع منعا باتا رفع الوحدة عن طريق سحب صندوق التوصيل أو توصيل السلك ؛
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 الأدوات 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 جهد الدائرة المفتوحة فيها 50 فولت أو التي يتجاوز جهدها الأقصى 50 فولت ، يجب أن تكون هناك علامة تحذير واضحة لخطر الصدمة الكهربائية بالقرب من جهاز توصيل المكونات.
عندما يكون النظام الكهروضوئي متصلا بالشبكة لتوليد الطاقة ، يجب أن تدرك المصفوفة الكهروضوئية التحكم الكامل في تتبع نقطة الطاقة للحصول على إجمالي خرج الطاقة تحت أي أشعة الشمس الحالية باستمرار. لذلك ، عند تصميم عدد الوحدات الكهروضوئية في سلسلة ، يجب ملاحظة المشكلات التالية:
1) يجب أن تكون مواصفات وأنواع 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 العاكس MPPT ، ويجب أن يكون Voc أقل من جهد إدخال العاكس. القيمة القصوى.
بشكل عام ، يكون نطاق جهد إدخال التيار المستمر للعاكس محددا. الحد الأقصى لجهد إدخال التيار المستمر الموصى به 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 العالي أقل من الحد الأقصى لتحمل جهد العاكس ؛ والثاني هو أن الحد المنخفض لجهد العمل المقنن لا يقل عن الحد الأدنى لقيمة نطاق MPPT العاكس من خلال الجمع بين الشروط المذكورة أعلاه ، نختار الحد الأقصى لعدد اتصالات السلسلة للوحدات الكهروضوئية لا يزيد عن 21 كسلسلة. في درجة حرارة الغرفة 25 درجة مئوية ، يكون جهد الدائرة المفتوحة 39.8 فولت × 20 سلاسل = 796 فولت ، وإجمالي جهد عمل الطاقة هو 32.1 فولت × 20 = 642 فولت ، والذي يلبي متطلبات الماكينة.
موثوقية النظام وسلامته
1. العاكس لديه موثوقية وسلامة جيدة
1) وظيفة التحكم المتزامنة في الحلقة المغلقة: أخذ العينات في الوقت الفعلي ومقارنة جهد شبكة الطاقة الخارجية ، والطور ، والتردد ، والإشارات الأخرى ، والحفاظ دائما على إخراج العاكس متزامنا مع شبكة الطاقة الخارجية ، وجودة الطاقة مستقرة وموثوقة ، ولا تلوث شبكة الطاقة ، ولديها أداء أمان جيد.
2) لديها وظيفة الإغلاق والتشغيل التلقائي: يكتشف العاكس الجهد ، الطور ، التردد ، مدخلات التيار المستمر ، جهد خرج التيار المتردد ، التيار ، والإشارات الأخرى لشبكة الطاقة الخارجية في الوقت الفعلي. عند حدوث ظروف غير طبيعية ، فإنه سيحمي ويفصل مخرج التيار المتردد تلقائيا ؛ عندما يختفي سبب الخطأ وتعود شبكة الطاقة إلى طبيعتها ، 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 التأريضية ، والعزل التلقائي لشبكة الطاقة.
2. أداء سلامة النظام
نظرا لأن نظام توليد الطاقة الكهروضوئية بالكامل مجهز بجهاز حماية آمن وموثوق به من الصواعق ، فإن العاكس المحدد يتمتع بحماية مثل الجهد الزائد ، والجهد المنخفض ، والحمل الزائد ، والتيار الزائد ، وتأريض ماس كهربائى ، والتسرب ، وما إلى ذلك ، وبالتالي فإن النظام بأكمله يحتوي على وظائف الحماية هذه لضمان أن التصميم والمعدات تعمل 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 محطة الطاقة في بيئة تشغيل آمنة لفترة طويلة ، ويقلل من تكرار الأعطال في محطة الطاقة ، ويحسن 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 عمل ، وتأريض حماية من الصواعق ، وتأريض واقي.
2. دور التأريض
غالبا ما نعرف فقط أن التأريض يمكن أن يمنع الصدمات الشخصية. ولكن ، في الواقع ، بالإضافة إلى هذه الوظيفة ، يمكن للتأريض أيضا منع تلف المعدات والخطوط ، ومنع الحرائق ، ومنع الصواعق ، ومنع التلف الكهروستاتيكي ، وضمان التشغيل المنتظم لأنظمة الطاقة.
01 الحماية من الصدمات الكهربائية
مقاومة جسم الإنسان لها علاقة كبيرة بظروف البيئة. لذلك ، يعد التأريض طريقة فعالة لمنع الصدمات الكهربائية. بعد تأريض المعدات الكهربائية من خلال جهاز التأريض ، تكون إمكانات المعدات الكهربائية قريبة من الإمكانات الأرضية. بسبب مقاومة التأريض ، توجد دائما المعدات الكهربائية إلى إمكانات الأرض. كلما كان أكبر ، زادت خطورة عندما يلمسه شخص ما. ومع ذلك ، افترض أن جهاز التأريض لم يتم توفيره. في هذه الحالة ، سيكون جهد غلاف المعدات المعيب هو نفسه الجهد الطور إلى الأرض ، والذي لا يزال أعلى بكثير من جهد التأريض ، وبالتالي سيزداد الخطر 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 للغاية ، ويلزم وجود شبكة تأريض للمحطات الفرعية واسعة النطاق لضمان أن مقاومة التأريض صغيرة وموثوقة. الغرض من أرض العمل هو جعل الإمكانات بين النقطة المحايدة للشبكة والأرض قريبة من الصفر. لا يمكن لنظام توزيع الطاقة منخفض الجهد تجنب خط الطور الذي يلامس الغلاف أو الأرض بعد كسر خط الطور. إذا كانت النقطة المحايدة معزولة عن الأرض ، فإن الجهد الموجود في أسفل المرحلتين الأخريين سيرتفع إلى ثلاثة أضعاف جهد الطور ، مما قد يتسبب في احتراق معدات العمل الكهربائية بجهد 220. بالنسبة لنظام تأريض النقطة المحايدة ، حتى إذا كانت إحدى المراحل قصيرة الدائرة على الأرض ، فلا يزال من الممكن أن تكون المرحلتان الأخريان قريبتين من جهد الطور ، وبالتالي لن تتلف المعدات الكهربائية المتصلة بالمرحلتين المختلفتين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يمنع النظام من التذبذب ، ويجب فقط مراعاة مستوى عزل المعدات والخطوط الكهربائية وفقا لجهد الطور.
03 الحماية من الصواعق ومخاطر الكهرباء الساكنة
عند حدوث البرق ، بالإضافة إلى البرق المباشر ، يتم أيضا إنتاج البرق التعريفي ، وينقسم البرق التعريفي إلى البرق التعريفي الحاد الثابت والبرق التعريفي الكهرومغناطيسي. أهم طريقة لجميع تدابير الحماية من الصواعق هي التأريض.
3. أنواع التأريض
أنواع التأريض الشائعة هي كما يلي: تأريض العمل ، تأريض الحماية من الصواعق ، التأريض الواقي ، التأريض التدريع ، التأريض المضاد للكهرباء الساكنة ، إلخ.
01 تأريض الحماية من الصواعق
تأريض الحماية من الصواعق هو نظام تأريض لمنع الضرر عند الاصطدام بالبرق (ضربة مباشرة أو حث أو إدخال خط).
كجزء من تدابير الحماية من الصواعق ، يدخل تأريض الحماية من الصواعق تيار البرق إلى الأرض. تستخدم الحماية من الصواعق للمباني والمعدات الكهربائية بشكل أساسي أحد طرفي الصواعق (بما في ذلك مانعة 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 إلى الأرض من خلال جهاز الموصل السفلي والتأريض. بالإضافة إلى ذلك ، نظرا للآثار الجانبية للحث الكهروستاتيكي الناجم عن البرق ، لمنع الضرر غير المباشر ، مثل حريق المنزل أو الصدمة الكهربائية ، عادة ما يكون من الضروري 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 بنواة نحاسية. توجد محطات ربط متساوية الجهد في توزيع الطاقة ، وتوجد محطات الترابط متساوية الجهد بشكل عام في الخزانة. وتجدر الإشارة إلى أن هذه المحطة لا يمكن تعريضها. 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
يجعل التأريض الآمن اتصالا معدنيا جيدا بين الأجزاء المعدنية غير المشحونة للمعدات الكهربائية وجسم التأريض. في محطة الطاقة الكهروضوئية ، توجد بشكل أساسي محولات ومكونات وصناديق توزيع تحتاج إلى تأريضها لحماية السلامة.
▲ تأريض غلاف العاكس
▲ تأريض الوحدة الكهروضوئية
04 درع الأرض
لمنع تداخل المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية ، يطلق على تأريض الغلاف الخارجي للمعدات الإلكترونية والأسلاك المحمية داخل وخارج الجهاز أو الأنابيب المعدنية التي تمر عبرها التأريض الواقي. 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 اتصال تسلسلي 485.
▲ طبقة التدريع لخط الاتصال 485 مؤرضة
05 التأريض المضاد للكهرباء الساكنة
بالنسبة لبعض بيئات تركيب العاكس المعينة ، 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 تأريض الأمان الخاص بالعاكس.
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 المستقر والآمن والفعال على المدى الطويل.
مع التطبيق الواسع لتوليد الطاقة الكهروضوئية ، يتم استخدام الاتصال بين الوحدات الكهروضوئية وسلاسل الوحدات النمطية ، والاتصال الطرفي للتيار المستمر لصناديق التجميع ، والمحولات ، وغيرها من المعدات على نطاق واسع في موصلات MC4 / H4 القياسية الدولية ، كما هو موضح في الشكل 1 والشكل 1. 2 معروضة.
▲ الشكل 1
▲ الشكل 2
1. متطلبات أداء الموصلات الكهروضوئية
إذن ما هي متطلبات أداء الموصلات الكهروضوئية؟
أولا ، يجب أن يتمتع الموصل الكهروضوئي بموصلية جيدة ، ويجب ألا تزيد مقاومة التلامس عن 0.35 مللي أوم.
ثانيا ، يجب أن يكون لها أداء أمان جيد لضمان أداء السلامة لوحدات الخلايا الشمسية. ثالثا ، تكون البيئة والمناخ اللذان تستخدم فيهما معدات الطاقة الشمسية في بعض الأحيان في طقس وبيئة رهيبة. لذلك ، يجب أن يكون مقاوما للماء ، ودرجة 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 الذكور والإناث عن 80 نيوتن. بالنسبة لموصل MC4 المتصل بكابل بحجم أربعة مم² ، عند حمل تيار 39 أمبير ، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة درجة الحرارة الحد الأعلى البالغة 105 درجة. موصلات MC4 / H4 هي موصلات أحادية النواة مع رؤوس من الذكور والإناث ولها العديد من المزايا مثل الختم الجيد ، والتوصيل المريح ، والصيانة المريحة ، والصيانة.
2. احتياطات تركيب الموصلات الكهروضوئية
يجب أن ينتبه اختيار القابس إلى جودة المنتج ، بما في ذلك حجم الموصل المعدني الداخلي ، ويجب أن يلبي سمك المادة ومرونتها والطلاء القدرة على حمل تيار كبير. اتصال جيد ، يجب أن يضمن البلاستيك الخاص بغلاف القابس أن السطح أملس بدون تشققات ، وأن الواجهة محكمة الغلق جيدا. عند تثبيت موصل المكون ، تجنب التعرض لأشعة الشمس والمطر لمنع شيخوخة الموصل ، أو تآكل الموصل الداخلي والكابل ، أو زيادة مقاومة التلامس ، أو حتى الشرارة ، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة النظام أو حادث حريق.
عند تركيب الموصلات الكهروضوئية ، يكون رابط العقص هو الأولوية القصوى ، ويجب استخدام أدوات العقص الاحترافية. قبل إنشاء محطة الطاقة الكهروضوئية ، يجب تدريب المثبتين الهندسيين المعنيين على عمليات العقص.
▲ الشكل 3
مع تطور تقنية الخلايا الكهروضوئية ، تتزايد أيضا سعة وحدة كهروضوئية واحدة ، كما يتزايد تيار السلسلة 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 ، تعرضت العديد من محطات الطاقة الكهروضوئية لعدد متزايد من الحوادث التي يتم فيها إذابة الموصلات وحرقها وحتى تؤدي إلى حرق الصناديق المجمعة والعاكسات. الشكل 5 ، الشكل 6 ، الشكل 7.
▲ الشكل 5
▲ الشكل 6
▲ الشكل 7
كما نعلم جميعا ، في محطة الطاقة الكهروضوئية بسرعة 100 كيلو واط في الثانية ، عادة ما يكون هناك 600-1000 موصلات 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 يؤدي إلى انخفاض كفاءة توليد الطاقة لمحطة الطاقة. في أسوأ الحالات ، سيؤدي التلامس الضعيف إلى تسخين الموصل أو حتى حرقه ، مما يؤدي إلى حرق صندوق التجميع والعاكس (الشكل 7). وحتى الأكثر حدة يمكن أن يؤدي إلى حدوث حرائق واسعة النطاق.
ملخص:موصلات المكونات والمكونات الإضافية للموصل المتصلة بصناديق التجميع 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.
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 الرياح ؛
3) يمنع منعا باتا توصيل المقابس السريعة الموجبة والسالبة لنفس القطعة من خط توصيل الوحدة الكهروضوئية ؛
4) سيتم حظر استخدام اللوحة الخلفية للوحدة الكهروضوئية (EVA) في حالة تلفها ؛
5) يمنع منعا باتا الوقوف على لوحة البطارية لتجنب تلف المكونات أو الإصابة الشخصية ؛
6) يمنع منعا باتا الضغط أو الضرب أو الاصطدام أو الخدش بالزجاج المقسى للوحدات الكهروضوئية بأشياء حادة ؛
7) يجب وضع الألواح الشمسية غير المعبأة في موقع البناء بشكل مسطح مع مواجهة الأمام لأعلى ، مع وجود منصات خشبية أو عبوات ألواح في الأسفل ، ويمنع منعا باتا وضعها في وضع مستقيم أو 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 معهما بعناية لتجنب الاهتزازات الكبيرة لتجنب تكسير الوحدات الكهروضوئية ؛
9) يمنع منعا باتا رفع الوحدة عن طريق سحب صندوق التوصيل أو توصيل السلك ؛
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 الأدوات 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 جهد الدائرة المفتوحة فيها 50 فولت أو التي يتجاوز جهدها الأقصى 50 فولت ، يجب أن تكون هناك علامة تحذير واضحة لخطر الصدمة الكهربائية بالقرب من جهاز توصيل المكونات.