1. ראשית, הבינו מדוע מערכת פוטו-וולטאית לא תקינה
סיכונים מרובים של-חשיפה ארוכת טווח של מודולים פוטו-וולטאיים לחיק הטבע:
אפקט נקודה חמה: כאשר תא חסום, פגום או מזדקן, הוא כבר לא מייצר חשמל אלא הופך לנגד, שצורך חשמל שנוצר על ידי תאים אחרים. הטמפרטורות באזור יכולות לטפס פתאום למאות מעלות צלזיוס, מספיק כדי לשרוף לוחות אחוריים ואפילו להצית רכיבים.
קצר חשמלי פנימי של חוט: הזדקנות בידוד כבל, חדירת מי תפר, חיבור וירטואלי של מחבר וכו', עלול לגרום לקצר חשמלי, מייצר מיד עשרות רבות של תקלות זרם העבודה הרגיל.
זרם הפוך: כאשר מיתר נעצר עקב תקלה, הזרם של מיתרים רגילים אחרים חוזר דרך מיתר התקלה, וגורם לנזק משני.
התקני מוליכים למחצה כוח כגון IGBT בממירים הם מתוחכמים ביותר. ברגע שהזרם בצד DC יצא משליטה, הוא עלול להינזק לצמיתות תוך אלפיות שניות והמהפך כולו עלול להינטש.
כל המשימה של נתיך פוטו-וולטאי היא לנתק לחלוטין את המעגל באלפיות הראשונות שלאחר אסון.
2. מנגנון הגנה לרכיבים פוטו-וולטאיים
הגנה 1: בידוד נקודות חמות מפני שריפה.
כאשר סוללה מסוימת חווה נקודה חמה, זרם התקלה גדל במהירות לאורך מעגל המיתרים. כאשר הזרם חורג מסף מוגדר, הפתיל נמס במהירות, ומבודד לחלוטין את כל הקו הפגום מהמערכת. מיתרים רגילים אחרים אינם מושפעים וממשיכים לייצר חשמל. בהיעדר נתיך, הזרם הגבוה המתמשך שנוצר על ידי מקור החום יעבור לאורך הכבל, ולא רק ישרוף רכיבים פגומים, אלא גם עלול להשפיע על רכיבים סמוכים.
הגנה 2: קצר-זרם במעגל כדי למנוע את התלקחות הכבל.
כאשר מתרחש קצר חשמלי, זרם-מעגל הקצר יכול להגיע ליותר מפי 10 מזרם העבודה הרגיל. אם הפתיל לא נחתך בזמן, הכבל יתחמם יתר על המידה, הבידוד יימס ואף יצית את החומר שמסביב תוך פרק זמן קצר. תגובת האלפיות השנייה של הפתיל יכולה למנוע שריפה במקור על ידי ניתוק המעגל לפני שטמפרטורת הכבל עולה לערך מסוכן.
הגנה 3: מניעת ריפלוקס.
כאשר מחרוזת מנותקת מהרשת על ידי נתיך, הזרם של מחרוזות רגילות אחרות לא יזרום חזרה לענף המדובר. נראה שזו "תופעת לוואי" של נתיכים, אך למעשה מהווה צורה חשובה ביותר של הגנה-היא מבטיחה שהתקלות יישמרו למינימום ואינן מתרבות או מתרחבות.
3. מנגנון הגנה של ממירים
הגנה 1: שימשו בתור 'קו ההגנה האחרון' עבור ממירים.
למרות שלמהפך עצמו יש את הפונקציה של הגנה מפני הצפת יתר, מהירות התגובה ויכולת השבירה שלו מוגבלים. כאשר מתרחש קצר חשמלי חמור בצד DC, זרם התקלה עולה במהירות וייתכן ששרף את ה-IGBT לפני הפעלת מעגל ההגנה האלקטרוני של המהפך. מהפך מנגנון ההיתוך הפיזי הטהור אינו תלוי באות אלקטרוני כלשהו, בעל מהירות תגובה מהירה ויכולת שבירה חזקה, ומהווה הגנה ברמת חומרה- שאין לה תחליף למסוף קלט DC של המהפך.
הגנה 2: הגבל את כוח הכשל והקטנת הנזק.
גם במקרה של תקלה, הפתיל המהיר של הפתיל יכול לקצר מאוד את משך זרם התקלה. ככל שמשך הזרם קצר יותר, כך משתחררת פחות אנרגיה למהפך, ויש פחות השפעה על מכשיר החשמל. במקרים רבים, זה בגלל שהנתיך מנתק את המעגל באלפיות שניות שהמהפך מסוגל "לשרוד" פשוט על ידי החלפת הפתיל כדי לחזור לעבודה, במקום החלפת המכשיר כולו.
הגנה 3: השג בידוד מדויק של ענפי תקלה כדי להבטיח את פעולת המערכת הכוללת
במערכת שבה מספר מיתרים מקבילים לאותו מהפך, אם מחרוזת אחת נכשלת ללא נתיך, כניסת ה-DC של המהפך כולו מושפעת, מה שעלול לעורר כיבוי מגן של המהפך ולגרום לכל המיתרים להפסיק לייצר חשמל. עם נתיכים מדורגים, רק הענפים הפגומים מנותקים והסדרה הרגילה שנותרה ממשיכה לספק את המהפך, וממזערת את אובדן ייצור החשמל של המערכת.
4, שרשרת הגיונית מלאה של פעולת הגנת נתיך
במקרה של תקלה, כל תהליך ההגנה הוא כדלקמן:
הראשון הוא חריגת הזרם הנגרמת מקצר חשמלי, זרימה חוזרת של נקודה חמה, עומס יתר וכו'.
השלב השני הוא להגדיל את הזרם במהירות, וכשהזרם מגיע לזרם הנקוב של הפתיל, החלק הפנימי של הנמס מתחיל להתחמם ולהימס.
השלב השלישי הוא להמיס את ההמסה לחלוטין, ולנתק את המעגל באלפיות שניות עד עשרות אלפיות שניות.
שלב רביעי, אפס את זרם התקלה לאפס והסר את כל הרכיבים, הכבלים והממירים מסכנה.
שלב חמישי, מפעילים ואנשי תחזוקה מאתרים ומחליפים את הפתיל כדי לשחזר את הפעולה הרגילה של המערכת.
התהליך אינו דורש אספקת חשמל חיצונית, אינו תלוי באותות בקרה כלשהם, אינו מושפע מהיגיון תוכנה כלשהו, והוא שיטת ההגנה הטהורה והאמינה ביותר.
5, מדוע לא ניתן להחליף נתיכים לחלוטין בהגנה אלקטרונית?
רבים עשויים לשאול: האם אין למהפך כבר הגנת זרם יתר אלקטרוני? למה אנחנו צריכים נתיכים?
הסיבה היא שהגנה אלקטרונית היא סוג של ``הגנה רכה" המסתמכת על זיהוי חיישנים, שיפוט שבב בקרה וכיבוי IGBT. אם אחד מהקישורים בקישור הזה נתקל בבעיה, ההגנה עלולה להיכשל. נתיך הוא "הגנה קשה" שמזהה רק את גודל הזרם, וכשהוא מגיע, הוא לא נמס, אין לו תקלות בקישורי ביניים, אינו מצריך תחזוקה, או מצריך תחזוקה. כיול.
"שילוב רך/קשה" הוא הפתרון הבטוח ביותר בסביבת אנרגיית תקלות-גבוהה,-גבוהה,-גבוהה בצד PV DC: הגנה אלקטרונית אחראית לעומס יתר יומיומי ולאנומליות קלות, בעוד שנתיכים אחראים לתקלות הקצר-והזרם הגבוה-הקיצוניים ביותר. השניים משלימים וחיוניים.
