Ochrana fotovoltaického pole
Když hovoříme o fotovoltaickém solárním systému 1500 V DC, můžeme mít na mysli různé typy řešení a způsoby jejich realizace. Existuje několik způsobů, jak převést stejnosměrné napětí na střídavé.
 | Anže Jerman Produktový manažer |
1. Fotovoltaické systémy 1500 V DC
Přeměna energie nám diktuje, jak bude systém vypadat po elektrické stránce a jaký druh ochrany budeme potřebovat. V základu bychom mohli fotovoltaické systémy rozdělit podle toho, zda jsou k přeměně energie použity centrální nebo stringové střídače. U systémů s centrálním střídačem je nutná ochrana fotovoltaického pole.
.
.
Obrázek 1: Ochrana fotovoltaického pole 1500 V
2. Ochrana fotovoltaického pole
Na úrovni pole jsou spojeny stejnosměrné slučovače stringů, které jsou chráněny pojistkovými vložkami gPV. Jmenovitý proud ochrany pole závisí na výstupním proudu každého stejnosměrného slučovače stringů. Jmenovité proudy jsou v tomto případě vyšší než v běžných aplikacích, protože solární systémy mohou vyrábět vysoký výkon. Z tohoto důvodu pojistkové vložky NH dokonale splňují požadavky na ochranu solárních systémů. Výstupní proud stejnosměrných slučovačů stringů se obvykle pohybuje v rozmezí 100 A až 630 A v závislosti na velikosti fotovoltaického zařízení. Kvůli napětí systému 1500 V DC jsou pojistkové vložky vyvinuty ve velikostech NHXL.
Na úrovni pole patří hlavní ochrana stejnosměrným kabelovým systémům. Ochrana musí být navržena tak, aby zabránila škodám v případě přetížení nebo zkratových proudů. Charakteristika gPV dokonale splňuje požadavky, a to díky své rychlé činnosti v případě zkratu stejnosměrného proudu a svému plnému rozsahu, který poskytuje spolehlivou ochranu zabraňující nežádoucím škodám, k nimž by mohlo dojít v jakékoli oblasti charakteristiky I-t.
Plnorozsahová charakteristika gPV představuje dokonalou ochranu pro stejnosměrné fotovoltaické kabely. Pokrývá přetížení jako důsledek nepředvídaného přehřátí a zkraty jako důsledek jakékoli poruchy ve fotovoltaickém systému.
3. Příklad ochrany fotovoltaického pole
Níže uvedený příklad ukazuje, jak vybrat správnou ochranu FV pole z hlediska jmenovitého proudu. Zvolené hodnoty jsou pouze informativní pro ukázku.
Obrázek 2: Zkratový proud fotovoltaického pole je součtem zkratových proudů jednotlivých fotovoltaických stringů.
Požadavky na konstrukci a ochranu FV systémů nařizuje Mezinárodní elektrotechnická komise. Elektrotechnické normy pro navrhování a ochranu FV systémů jsou popsány v normě IEC 62548.
Stanovení ochrany FV pole:
Prvním krokem k určení jmenovitého proudu ochrany FV pole je zjištění zkratového proudu FV modulů, který je uveden na zadní straně FV modulu:
Zkratový proud FV pole je součinem zkratového proudu FV modulu a počtu FV stringů.
Jmenovitý proud ochrany fotovoltaického pole se podle výpočtu pohybuje mezi 144 A a 276 A.
V příkladu nejsou zahrnuty další venkovní podmínky (okolní teplota...). Jmenovitý proud ochrany FV pole by měl být přepočítán podle úplných informací o okolních podmínkách instalace.
4. Závěry
Ochrana FV polí v systémech s centrálním střídačem je nezbytná. Hlavní funkcí ochrany FV pole je chránit stejnosměrné kabelové systémy před poškozením v důsledku přetížení a zkratových proudů. Spolehlivou ochranu zajišťuje plnorozsahová charakteristika gPV. Její rychlá činnost a široká oblast ochrany dokonale splňují požadavky FV systémů.
Z výše uvedeného výpočtu je patrné, že rozsah ochrany je poměrně široký. Úkolem elektrotechniků je zvolit vhodný jmenovitý proud podle dostupných technických informací poskytnutých pro konkrétní solární projekt.