يجب أن تولي الوحدات الكهروضوئية المتصلة في سلسلة اهتماما إلى:
عندما يتم توصيل النظام الكهروضوئي بالشبكة لتوليد الطاقة ، يجب أن تدرك المجموعة الكهروضوئية التحكم الكامل في تتبع نقطة الطاقة للحصول على إجمالي إنتاج الطاقة تحت أي أشعة شمس حالية بشكل مستمر. لذلك ، عند تصميم عدد الوحدات الكهروضوئية في سلسلة ، تجدر الإشارة إلى المشكلات التالية:
1) يجب أن تكون المواصفات والأنواع وعدد السلاسل وزوايا التثبيت للوحدات الكهروضوئية المتصلة بنفس العاكس متسقة.
2) ينبغي النظر في معامل درجة الحرارة لجهد العمل الأمثل (Vmp) والجهد المفتوح الدائرة (Voc) للوحدات الكهروضوئية. يجب أن يكون Vmp للصفيف الكهروضوئي المتصل بالسلسلة ضمن نطاق MPPT العاكس ، ويجب أن يكون Voc أقل من جهد إدخال العاكس. القيمة القصوى.
بشكل عام ، يكون نطاق جهد إدخال التيار المستمر للعاكس محددا. الحد الأقصى الموصى به 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 الأعلى أقل من الحد الأقصى لجهد التحمل للعاكس ؛ والثاني هو أن الحد المنخفض لجهد العمل المقنن لا يقل عن الحد الأدنى لقيمة نطاق MPPT العاكس. بالجمع بين الشروط المذكورة أعلاه ، نختار الحد الأقصى لعدد اتصالات السلسلة للوحدات الكهروضوئية لا يزيد عن 21 كسلسلة. في درجة حرارة الغرفة البالغة 25 درجة مئوية ، يبلغ جهد الدائرة المفتوحة 39.8 فولت × 20 سلسلة = 796 فولت ، وإجمالي جهد تشغيل الطاقة هو 32.1 فولت × 20 = 642 فولت ، والذي يلبي متطلبات الماكينة.
موثوقية النظام وسلامته
1. العاكس لديه موثوقية جيدة والسلامة
1) وظيفة التحكم في الحلقة المغلقة المتزامنة: أخذ العينات في الوقت الفعلي ومقارنة جهد شبكة الطاقة الخارجية ، والمرحلة ، والتردد ، والإشارات الأخرى ، والحفاظ دائما على إخراج العاكس متزامنا مع شبكة الطاقة الخارجية ، وجودة الطاقة مستقرة وموثوقة ، ولا تلوث شبكة الطاقة ، ولديها أداء سلامة جيد.
2) لديها وظيفة الإغلاق التلقائي والتشغيل: يكتشف العاكس الجهد ، المرحلة ، التردد ، إدخال التيار المستمر ، جهد إخراج التيار المتردد ، التيار ، والإشارات الأخرى لشبكة الطاقة الخارجية في الوقت الفعلي. عند حدوث ظروف غير طبيعية ، فإنه سيقوم تلقائيا بحماية وفصل إخراج التيار المتردد ؛ عندما يختفي سبب الخطأ وتعود شبكة الطاقة إلى وضعها الطبيعي ، سيكتشف العاكس ويتأخر لفترة معينة ، ثم يستعيد إخراج التيار المتردد ويتصل تلقائيا بالشبكة ، مع موثوقية جيدة.
3) وظيفة الحماية: لديها وظائف الحماية مثل الجهد الزائد ، وفقدان الجهد ، والكشف عن التردد ، والحماية ، والحمل الزائد والتيار الزائد ، والتسرب ، والحماية من الصواعق ، وماس كهربائى التأريض ، والعزل التلقائي لشبكة الطاقة.
2. أداء سلامة النظام
نظرا لأن نظام توليد الطاقة الكهروضوئية بأكمله مجهز بجهاز حماية آمن وموثوق به من الصواعق ، فإن العاكس المحدد لديه حماية مثل الجهد الزائد ، والجهد المنخفض ، والحمل الزائد ، والتأريض الزائد ، والتأريض قصير الدائرة ، والتسرب ، وما إلى ذلك ، لذلك فإن النظام بأكمله لديه 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 المعدات والموظفين في محطة الطاقة. يمكن أن يضمن تصميم التأريض الجيد أن تكون محطة الطاقة في بيئة تشغيل آمنة لفترة طويلة ، وتقليل تردد الأعطال في محطة الطاقة ، وتحسين الكفاءة التشغيلية الإجمالية لمحطة الطاقة. إذن ما هي أنواع الأسس المشتركة 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 الواقي.
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 ضربات البرق ، ومنع التلف الكهروستاتيكي ، وضمان التشغيل المنتظم لأنظمة الطاقة.
01 الحماية ضد الصدمات الكهربائية
مقاومة جسم الإنسان لها علاقة كبيرة مع ظروف البيئة. لذلك ، يعد التأريض طريقة فعالة لمنع الصدمة الكهربائية. بعد تأريض المعدات الكهربائية من خلال جهاز التأريض ، تكون إمكانات المعدات الكهربائية قريبة من إمكانات الأرض. بسبب مقاومة التأريض ، فإن المعدات الكهربائية على الأرض موجودة دائما. كلما كان أكبر ، كلما كان أكثر خطورة عندما يلمسه شخص ما. ومع ذلك ، لنفترض أن جهاز التأريض غير متوفر. في هذه الحالة ، سيكون جهد غلاف المعدات المعيبة هو نفسه الجهد من المرحلة 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 في النقطة المحايدة للمحطة الفرعية أو المحطة الفرعية. متطلبات مقاومة التأريض للتأريض هي الحد الأدنى ، وهناك حاجة إلى شبكة تأريض للمحطات الفرعية واسعة النطاق لضمان أن مقاومة التأريض صغيرة وموثوقة. الغرض من أرضية 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 إلى أسفل المرحلتين الأخريين سيرتفع إلى ثلاثة أضعاف جهد الطور ، مما قد يتسبب في احتراق معدات العمل الكهربائية ذات الجهد 220. بالنسبة للنظام المؤرض بالنقطة المحايدة ، حتى لو كانت إحدى الطور قصيرة الدائرة إلى الأرض ، فلا يزال من الممكن أن تكون المرحلتان الأخريان قريبتين من جهد الطور ، لذلك لن تتلف المعدات الكهربائية المتصلة بالمرحلتين المختلفتين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يمنع النظام من التذبذب ، ويجب فقط النظر في مستوى عزل المعدات والخطوط الكهربائية وفقا لجهد الطور.
03 الحماية ضد الصواعق ومخاطر الكهرباء الساكنة
عندما يحدث البرق ، بالإضافة إلى البرق المباشر ، يتم إنتاج البرق الحثي أيضا ، وينقسم البرق الحثي إلى برق تحريضي حاد ثابت وبرق تحريضي كهرومغناطيسي. 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 الواقي ، التأريض الواقي ، التأريض المضاد للكهرباء الساكنة ، إلخ.
01 تأريض الحماية من الصواعق
التأريض للحماية من الصواعق هو نظام تأريض لمنع التلف عند ضربه بالبرق (ضربة مباشرة أو تحريض أو إدخال خط).
كجزء من تدابير الحماية من الصواعق ، يقدم تأريض الحماية من الصواعق تيارا من البرق إلى الأرض. تستخدم الحماية من الصواعق للمباني والمعدات الكهربائية بشكل أساسي أحد طرفي المانع (بما في ذلك مانع الصواعق ، وحزام الحماية من الصواعق ، وشبكة الحماية من الصواعق ، وجهاز قمع الصواعق ، وما إلى ذلك) للاتصال بالمعدات المحمية. الطرف الآخر متصل بالجهاز الأرضي. ونتيجة لذلك ، يتم توجيه البرق نحو نفسه ، ويدخل تيار البرق الأرض من خلال الموصل السفلي وجهاز التأريض. بالإضافة إلى ذلك ، نظرا للآثار الجانبية للحث الكهروستاتيكي الناجم عن البرق ، لمنع الأضرار غير المباشرة ، مثل حريق المنزل أو الصدمة الكهربائية ، عادة ما يكون من الضروري تأريض المعدات المعدنية للمبنى والأنابيب المعدنية والهياكل الفولاذية.
02 AC العمل الأساس
تأريض عمل التيار المتردد هو توصيل نقطة معينة في نظام الطاقة مباشرة أو من خلال معدات خاصة بالأرض للاتصال المعدني. يشير التأريض العامل بشكل أساسي إلى تأريض الطرف المحايد للمحول أو الخط المحايد (خط N). يجب عزل السلك N بنواة نحاسية. هناك محطات ربط مساعدة متساوية الإمكانات في توزيع الطاقة ، ومحطات الترابط متساوية الإمكانات موجودة بشكل عام في الخزانة. تجدر الإشارة إلى أن هذه المحطة لا يمكن كشفها. لا يمكن خلطه مع أنظمة التأريض الأخرى ، مثل التأريض DC ، تأريض التدريع ، التأريض المضاد للكهرباء الساكنة ، إلخ ؛ ولا يمكن توصيله بأسلاك PE.
03 حماية السلامة التأريض
يجعل التأريض الآمن اتصالا معدنيا جيدا بين الأجزاء المعدنية غير المشحونة للمعدات الكهربائية وجسم التأريض. في محطة الطاقة الكهروضوئية ، هناك بشكل رئيسي العاكسات والمكونات وصناديق التوزيع التي تحتاج إلى تأريض لحماية السلامة.
▲ تأريض قذيفة العاكس
▲ تأريض الوحدة الكهروضوئية
04 درع الأرض
لمنع تداخل المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية ، يسمى تأريض الغلاف الخارجي للمعدات الإلكترونية والأسلاك المحمية داخل وخارج المعدات أو الأنابيب المعدنية التي تمر عبرها التأريض التدريعي. عادة ما تستخدم طريقة التأريض هذه لتأريض طبقة التدريع لخط الاتصال RS485 في محطة الطاقة الكهروضوئية ، والتي يمكن أن تمنع بشكل فعال المجال الكهرومغناطيسي من التداخل مع الاتصال عندما تقوم محولات متعددة بإجراء اتصال تسلسلي 485.
▲ طبقة التدريع لخط الاتصال 485 مؤرضة
05 التأريض المضادة للكهرباء الساكنة
بالنسبة لبعض بيئات تركيب العاكس الخاصة ، مثل التثبيت في غرفة كمبيوتر جافة ، يسمى التأريض لمنع تداخل العاكس الكهروستاتيكي الناتج عن المناخ الجاف لغرفة الكمبيوتر بالتأريض 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 التشغيل المستقر والآمن والفعال للنظام على المدى الطويل.
مع التطبيق الواسع لتوليد الطاقة الكهروضوئية ، والاتصال بين الوحدات الكهروضوئية وسلاسل الوحدات ، يتم استخدام اتصال محطة DC لصناديق الدمج ، 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 الأداء من 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 لديها 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 ، ودرجة حرارة عالية ، ومقاومة للتآكل ، وعزلا عاليا ، 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 الذكرية والأنثوية عن 80N. بالنسبة لموصل MC4 المتصل بكبل بمساحة أربعة مم² ، عند حمل تيار 39A ، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة الحد الأعلى لدرجة الحرارة البالغة 105 درجة. موصلات MC4 / H4 هي موصلات أحادية النواة مع رؤوس ذكور وإناث ولها العديد من المزايا مثل الختم الجيد والاتصال المريح والصيانة المريحة والصيانة.
2. احتياطات تركيب الموصلات الكهروضوئية
يجب أن ينتبه اختيار القابس إلى جودة المنتج ، بما في ذلك حجم الموصل المعدني الداخلي ، وسماكة المادة ، والمرونة ، والطلاء يجب أن تلبي القدرة على حمل تيار كبير. اتصال جيد ، يجب أن يضمن البلاستيك الخاص بقشرة القابس أن السطح أملس بدون تشققات ، وأن الواجهة مغلقة جيدا. عند تركيب 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 تثبيت الموصلات الكهروضوئية ، يعد رابط العقص على رأس الأولويات ، 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 ، تزداد أيضا سعة وحدة كهروضوئية واحدة ، كما أن تيار السلسلة يزداد تدريجيا. على الرغم من أنه من الناحية النظرية ، فإن التصميم الذي يحمل مسودة موصل MC4 / H4 يكفي 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 إذابة الموصلات وحرقها وحتى تؤدي إلى حرق صناديق الدمج 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 من هذه الموصلات ، 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 ضعف الاتصال إلى تسخين الموصل أو حتى حرقه ، مما سيؤدي إلى حرق صندوق الدمج والعاكس (الشكل 7). وحتى الأكثر شدة يمكن أن يؤدي إلى حدوث حرائق واسعة النطاق.
ملخص:موصلات المكونات والمكونات الإضافية للموصل المتصلة بمربعات الدمج 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 الاتصال للتأكد من عدم وجود أي خلل وتشغيل منتظم.
بادئ ذي بدء ، يجب توصيل المكونات الإضافية غير المباشرة للوحدات الكهروضوئية بإحكام ، ويجب تعليب الاتصال بين الكابل الخارجي والموصل ؛ 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 ، ينبغي إيلاء اهتمام خاص للاحتياطات التالية:
1) يمكن توصيل الوحدات الكهروضوئية فقط من نفس الحجم والمواصفات في سلسلة ؛
2) يمنع منعا باتا تثبيت الوحدات الكهروضوئية في الظروف الجوية الممطرة أو الثلجية أو العاصفة ؛
3) يمنع منعا باتا توصيل المقابس السريعة الإيجابية والسلبية لنفس القطعة من خط توصيل الوحدة الكهروضوئية ؛
4) سيتم حظر استخدام السطح الخلفي للوحدة الكهروضوئية (EVA) في حالة تلفه ؛
5) يمنع منعا باتا أن يخطو 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 مع الواجهة الأمامية لأعلى ، مع منصات خشبية أو تغليف 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 معها بعناية لتجنب الاهتزازات الكبيرة لتجنب تكسير الوحدات الكهروضوئية ؛
9) يمنع منعا باتا رفع الوحدة عن طريق سحب صندوق التقاطع 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 يسبب خدوشا ؛
12) يمنع منعا باتا لمس الأجزاء المعدنية الحية من سلسلة الوحدة الكهروضوئية ؛
13) بالنسبة للمكونات التي يتجاوز جهد الدائرة المفتوحة فيها 50 فولت أو التي يتجاوز أقصى جهد مقنن فيها 50 فولت ، يجب أن تكون هناك علامة تحذير واضحة من خطر 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 إنتاج الطاقة تحت أي أشعة شمس حالية بشكل مستمر. لذلك ، عند تصميم عدد الوحدات الكهروضوئية في سلسلة ، تجدر الإشارة إلى المشكلات التالية:
1) يجب أن تكون المواصفات والأنواع وعدد السلاسل وزوايا التثبيت للوحدات الكهروضوئية المتصلة بنفس العاكس متسقة.
2) ينبغي النظر في معامل درجة الحرارة لجهد العمل الأمثل (Vmp) والجهد المفتوح الدائرة (Voc) للوحدات الكهروضوئية. يجب أن يكون Vmp للصفيف الكهروضوئي المتصل بالسلسلة ضمن نطاق MPPT العاكس ، ويجب أن يكون Voc أقل من جهد إدخال العاكس. القيمة القصوى.
بشكل عام ، يكون نطاق جهد إدخال التيار المستمر للعاكس محددا. الحد الأقصى الموصى به 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 الأعلى أقل من الحد الأقصى لجهد التحمل للعاكس ؛ والثاني هو أن الحد المنخفض لجهد العمل المقنن لا يقل عن الحد الأدنى لقيمة نطاق MPPT العاكس. بالجمع بين الشروط المذكورة أعلاه ، نختار الحد الأقصى لعدد اتصالات السلسلة للوحدات الكهروضوئية لا يزيد عن 21 كسلسلة. في درجة حرارة الغرفة البالغة 25 درجة مئوية ، يبلغ جهد الدائرة المفتوحة 39.8 فولت × 20 سلسلة = 796 فولت ، وإجمالي جهد تشغيل الطاقة هو 32.1 فولت × 20 = 642 فولت ، والذي يلبي متطلبات الماكينة.
موثوقية النظام وسلامته
1. العاكس لديه موثوقية جيدة والسلامة
1) وظيفة التحكم في الحلقة المغلقة المتزامنة: أخذ العينات في الوقت الفعلي ومقارنة جهد شبكة الطاقة الخارجية ، والمرحلة ، والتردد ، والإشارات الأخرى ، والحفاظ دائما على إخراج العاكس متزامنا مع شبكة الطاقة الخارجية ، وجودة الطاقة مستقرة وموثوقة ، ولا تلوث شبكة الطاقة ، ولديها أداء سلامة جيد.
2) لديها وظيفة الإغلاق التلقائي والتشغيل: يكتشف العاكس الجهد ، المرحلة ، التردد ، إدخال التيار المستمر ، جهد إخراج التيار المتردد ، التيار ، والإشارات الأخرى لشبكة الطاقة الخارجية في الوقت الفعلي. عند حدوث ظروف غير طبيعية ، فإنه سيقوم تلقائيا بحماية وفصل إخراج التيار المتردد ؛ عندما يختفي سبب الخطأ وتعود شبكة الطاقة إلى وضعها الطبيعي ، سيكتشف العاكس ويتأخر لفترة معينة ، ثم يستعيد إخراج التيار المتردد ويتصل تلقائيا بالشبكة ، مع موثوقية جيدة.
3) وظيفة الحماية: لديها وظائف الحماية مثل الجهد الزائد ، وفقدان الجهد ، والكشف عن التردد ، والحماية ، والحمل الزائد والتيار الزائد ، والتسرب ، والحماية من الصواعق ، وماس كهربائى التأريض ، والعزل التلقائي لشبكة الطاقة.
2. أداء سلامة النظام
نظرا لأن نظام توليد الطاقة الكهروضوئية بأكمله مجهز بجهاز حماية آمن وموثوق به من الصواعق ، فإن العاكس المحدد لديه حماية مثل الجهد الزائد ، والجهد المنخفض ، والحمل الزائد ، والتأريض الزائد ، والتأريض قصير الدائرة ، والتسرب ، وما إلى ذلك ، لذلك فإن النظام بأكمله لديه 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 المعدات والموظفين في محطة الطاقة. يمكن أن يضمن تصميم التأريض الجيد أن تكون محطة الطاقة في بيئة تشغيل آمنة لفترة طويلة ، وتقليل تردد الأعطال في محطة الطاقة ، وتحسين الكفاءة التشغيلية الإجمالية لمحطة الطاقة. إذن ما هي أنواع الأسس المشتركة 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 الواقي.
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 ضربات البرق ، ومنع التلف الكهروستاتيكي ، وضمان التشغيل المنتظم لأنظمة الطاقة.
01 الحماية ضد الصدمات الكهربائية
مقاومة جسم الإنسان لها علاقة كبيرة مع ظروف البيئة. لذلك ، يعد التأريض طريقة فعالة لمنع الصدمة الكهربائية. بعد تأريض المعدات الكهربائية من خلال جهاز التأريض ، تكون إمكانات المعدات الكهربائية قريبة من إمكانات الأرض. بسبب مقاومة التأريض ، فإن المعدات الكهربائية على الأرض موجودة دائما. كلما كان أكبر ، كلما كان أكثر خطورة عندما يلمسه شخص ما. ومع ذلك ، لنفترض أن جهاز التأريض غير متوفر. في هذه الحالة ، سيكون جهد غلاف المعدات المعيبة هو نفسه الجهد من المرحلة 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 في النقطة المحايدة للمحطة الفرعية أو المحطة الفرعية. متطلبات مقاومة التأريض للتأريض هي الحد الأدنى ، وهناك حاجة إلى شبكة تأريض للمحطات الفرعية واسعة النطاق لضمان أن مقاومة التأريض صغيرة وموثوقة. الغرض من أرضية 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 إلى أسفل المرحلتين الأخريين سيرتفع إلى ثلاثة أضعاف جهد الطور ، مما قد يتسبب في احتراق معدات العمل الكهربائية ذات الجهد 220. بالنسبة للنظام المؤرض بالنقطة المحايدة ، حتى لو كانت إحدى الطور قصيرة الدائرة إلى الأرض ، فلا يزال من الممكن أن تكون المرحلتان الأخريان قريبتين من جهد الطور ، لذلك لن تتلف المعدات الكهربائية المتصلة بالمرحلتين المختلفتين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يمنع النظام من التذبذب ، ويجب فقط النظر في مستوى عزل المعدات والخطوط الكهربائية وفقا لجهد الطور.
03 الحماية ضد الصواعق ومخاطر الكهرباء الساكنة
عندما يحدث البرق ، بالإضافة إلى البرق المباشر ، يتم إنتاج البرق الحثي أيضا ، وينقسم البرق الحثي إلى برق تحريضي حاد ثابت وبرق تحريضي كهرومغناطيسي. 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 الواقي ، التأريض الواقي ، التأريض المضاد للكهرباء الساكنة ، إلخ.
01 تأريض الحماية من الصواعق
التأريض للحماية من الصواعق هو نظام تأريض لمنع التلف عند ضربه بالبرق (ضربة مباشرة أو تحريض أو إدخال خط).
كجزء من تدابير الحماية من الصواعق ، يقدم تأريض الحماية من الصواعق تيارا من البرق إلى الأرض. تستخدم الحماية من الصواعق للمباني والمعدات الكهربائية بشكل أساسي أحد طرفي المانع (بما في ذلك مانع الصواعق ، وحزام الحماية من الصواعق ، وشبكة الحماية من الصواعق ، وجهاز قمع الصواعق ، وما إلى ذلك) للاتصال بالمعدات المحمية. الطرف الآخر متصل بالجهاز الأرضي. ونتيجة لذلك ، يتم توجيه البرق نحو نفسه ، ويدخل تيار البرق الأرض من خلال الموصل السفلي وجهاز التأريض. بالإضافة إلى ذلك ، نظرا للآثار الجانبية للحث الكهروستاتيكي الناجم عن البرق ، لمنع الأضرار غير المباشرة ، مثل حريق المنزل أو الصدمة الكهربائية ، عادة ما يكون من الضروري تأريض المعدات المعدنية للمبنى والأنابيب المعدنية والهياكل الفولاذية.
02 AC العمل الأساس
تأريض عمل التيار المتردد هو توصيل نقطة معينة في نظام الطاقة مباشرة أو من خلال معدات خاصة بالأرض للاتصال المعدني. يشير التأريض العامل بشكل أساسي إلى تأريض الطرف المحايد للمحول أو الخط المحايد (خط N). يجب عزل السلك N بنواة نحاسية. هناك محطات ربط مساعدة متساوية الإمكانات في توزيع الطاقة ، ومحطات الترابط متساوية الإمكانات موجودة بشكل عام في الخزانة. تجدر الإشارة إلى أن هذه المحطة لا يمكن كشفها. لا يمكن خلطه مع أنظمة التأريض الأخرى ، مثل التأريض DC ، تأريض التدريع ، التأريض المضاد للكهرباء الساكنة ، إلخ ؛ ولا يمكن توصيله بأسلاك PE.
03 حماية السلامة التأريض
يجعل التأريض الآمن اتصالا معدنيا جيدا بين الأجزاء المعدنية غير المشحونة للمعدات الكهربائية وجسم التأريض. في محطة الطاقة الكهروضوئية ، هناك بشكل رئيسي العاكسات والمكونات وصناديق التوزيع التي تحتاج إلى تأريض لحماية السلامة.
▲ تأريض قذيفة العاكس
▲ تأريض الوحدة الكهروضوئية
04 درع الأرض
لمنع تداخل المجالات الكهرومغناطيسية الخارجية ، يسمى تأريض الغلاف الخارجي للمعدات الإلكترونية والأسلاك المحمية داخل وخارج المعدات أو الأنابيب المعدنية التي تمر عبرها التأريض التدريعي. عادة ما تستخدم طريقة التأريض هذه لتأريض طبقة التدريع لخط الاتصال RS485 في محطة الطاقة الكهروضوئية ، والتي يمكن أن تمنع بشكل فعال المجال الكهرومغناطيسي من التداخل مع الاتصال عندما تقوم محولات متعددة بإجراء اتصال تسلسلي 485.
▲ طبقة التدريع لخط الاتصال 485 مؤرضة
05 التأريض المضادة للكهرباء الساكنة
بالنسبة لبعض بيئات تركيب العاكس الخاصة ، مثل التثبيت في غرفة كمبيوتر جافة ، يسمى التأريض لمنع تداخل العاكس الكهروستاتيكي الناتج عن المناخ الجاف لغرفة الكمبيوتر بالتأريض 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 التشغيل المستقر والآمن والفعال للنظام على المدى الطويل.
مع التطبيق الواسع لتوليد الطاقة الكهروضوئية ، والاتصال بين الوحدات الكهروضوئية وسلاسل الوحدات ، يتم استخدام اتصال محطة DC لصناديق الدمج ، 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 الأداء من 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 لديها 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 ، ودرجة حرارة عالية ، ومقاومة للتآكل ، وعزلا عاليا ، 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 الذكرية والأنثوية عن 80N. بالنسبة لموصل MC4 المتصل بكبل بمساحة أربعة مم² ، عند حمل تيار 39A ، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة الحد الأعلى لدرجة الحرارة البالغة 105 درجة. موصلات MC4 / H4 هي موصلات أحادية النواة مع رؤوس ذكور وإناث ولها العديد من المزايا مثل الختم الجيد والاتصال المريح والصيانة المريحة والصيانة.
2. احتياطات تركيب الموصلات الكهروضوئية
يجب أن ينتبه اختيار القابس إلى جودة المنتج ، بما في ذلك حجم الموصل المعدني الداخلي ، وسماكة المادة ، والمرونة ، والطلاء يجب أن تلبي القدرة على حمل تيار كبير. اتصال جيد ، يجب أن يضمن البلاستيك الخاص بقشرة القابس أن السطح أملس بدون تشققات ، وأن الواجهة مغلقة جيدا. عند تركيب 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 تثبيت الموصلات الكهروضوئية ، يعد رابط العقص على رأس الأولويات ، 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 ، تزداد أيضا سعة وحدة كهروضوئية واحدة ، كما أن تيار السلسلة يزداد تدريجيا. على الرغم من أنه من الناحية النظرية ، فإن التصميم الذي يحمل مسودة موصل MC4 / H4 يكفي 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 إذابة الموصلات وحرقها وحتى تؤدي إلى حرق صناديق الدمج 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 من هذه الموصلات ، 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 ضعف الاتصال إلى تسخين الموصل أو حتى حرقه ، مما سيؤدي إلى حرق صندوق الدمج والعاكس (الشكل 7). وحتى الأكثر شدة يمكن أن يؤدي إلى حدوث حرائق واسعة النطاق.
ملخص:موصلات المكونات والمكونات الإضافية للموصل المتصلة بمربعات الدمج 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 الاتصال للتأكد من عدم وجود أي خلل وتشغيل منتظم.
بادئ ذي بدء ، يجب توصيل المكونات الإضافية غير المباشرة للوحدات الكهروضوئية بإحكام ، ويجب تعليب الاتصال بين الكابل الخارجي والموصل ؛ 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 ، ينبغي إيلاء اهتمام خاص للاحتياطات التالية:
1) يمكن توصيل الوحدات الكهروضوئية فقط من نفس الحجم والمواصفات في سلسلة ؛
2) يمنع منعا باتا تثبيت الوحدات الكهروضوئية في الظروف الجوية الممطرة أو الثلجية أو العاصفة ؛
3) يمنع منعا باتا توصيل المقابس السريعة الإيجابية والسلبية لنفس القطعة من خط توصيل الوحدة الكهروضوئية ؛
4) سيتم حظر استخدام السطح الخلفي للوحدة الكهروضوئية (EVA) في حالة تلفه ؛
5) يمنع منعا باتا أن يخطو 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 مع الواجهة الأمامية لأعلى ، مع منصات خشبية أو تغليف 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 معها بعناية لتجنب الاهتزازات الكبيرة لتجنب تكسير الوحدات الكهروضوئية ؛
9) يمنع منعا باتا رفع الوحدة عن طريق سحب صندوق التقاطع 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 يسبب خدوشا ؛
12) يمنع منعا باتا لمس الأجزاء المعدنية الحية من سلسلة الوحدة الكهروضوئية ؛
13) بالنسبة للمكونات التي يتجاوز جهد الدائرة المفتوحة فيها 50 فولت أو التي يتجاوز أقصى جهد مقنن فيها 50 فولت ، يجب أن تكون هناك علامة تحذير واضحة من خطر الصدمة الكهربائية بالقرب من جهاز توصيل المكون.